关键词： 国产   高导热中间相沥青基碳纤维   复合材料   性能  

摘要： 为夯实国产高导热中间相沥青基碳纤维(MPCF)在航天领域中的工程应用基础,重点研究了国产MPCF及其复合材料性能。通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征了国产MPCF的微观形貌,利用X射线光电子能谱分析(XPS)、光学显微镜和表界面测试仪测定了国产MPCF的表面化学元素、浸润性和表面能,考察了国产MPCF预浸料制备工艺性,评价了国产MPCF复合材料的常温力学性能、理化性能和热真空放气性能。结果显示:与进口MPCF相比,国产MPCF粗糙度更高,表面化学活性、浸润性和表面能更优;国产MPCF预浸料成型工艺性差,制得的国产MPCF复合材料层间剪切强度(46.69 MPa)与进口MPCF复合材料层间剪切强度相当,其他如拉伸、压缩和弯曲等性能略低;国产MPCF复合材料热真空放气性能满足空间环境要求;国产MPCF各向同性复合材料平均面内热导率为152.1 W·m^(-1)·K^(-1),与进口材料相比,导热性能略低,但与传统6063铝合金扩热结构相比,更具轻量化和结构功能一体化优势。

关键词： 环氧树脂   协效阻燃   机理函数   热降解动力学  

摘要： 采用热重分析仪研究环氧树脂(EP)、含膨胀阻燃剂的环氧树脂(EP/IFR)以及添加纳米层状二硫化钼(MDNs)和鳞片石墨纳米片(FGNs)的环氧树脂/膨胀阻燃剂复合材料(EP/IFR/MDNs/FGNs)的热降解过程。比较IFR以及MDNs/FGNs与IFR的协效作用对EP热稳定性及其热降解过程的影响。使用Starink法、Broido法和Phadnis法计算3种材料的热降解动力学活化能。结果表明:使用MDNs/FGNs与IFR协效阻燃可以显著提高材料的热稳定性,材料在800℃的残炭率显著提升。Starink法得到的活化能分别为166.03、163.68、158.02 k J/mol;Broido法得到的活化能为93.37、58.41、56.81 k J/mol;Phadnis法得到的活化能为59.71、36.58、35.52 k J/mol。通过Phadnis法确定了反应的机理函数。

关键词： 硅基聚苯并噁嗪   环氧树脂   复合材料   热性能  

摘要： 以3-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,通过曼尼希反应合成出硅基聚苯并噁嗪树脂,与环氧树脂混合,经高温固化得到复合热固性树脂。经FTIR和1H-NMR对单体进行表征,证实了所得的目标产物;通过DSC分析单体的热固化行为;用TGA测试分析了复合材料的热性能。结果表明,硅基聚苯并噁嗪在600℃残炭率为56%,环氧树脂的加入使得材料的稳定性明显提高,且峰值固化温度显著降低,即从276℃降低到254℃。

关键词： 双悬臂梁测试   纤维桥接   内聚力模型   R曲线  

摘要： 在双悬臂梁试验测得的力位移曲线基础上,现有的大部分理论将断裂韧性取为常数来预测层间开裂行为,导致仿真结果与试验测试存在较大偏差。为了完善现有的复合材料层合板脱层理论,采用经典梁理论和断裂力学理论,分析了纤维增强复合材料层合板的双悬臂测试。此外,考虑脱层过程中纤维桥接效应,利用双线性内聚力模型开展相应的数值模拟,数值结果与已有的理论预测以及试验测试进行了对比。结果表明,纤维桥接使得断裂韧性增加,模拟得到的力位移曲线与试验测试结果非常吻合,因而在模拟中考虑纤维桥接效应对临界能量释放率进行修正可以更准确地预测裂纹起始和扩展过程。

关键词： TiB_(2)   铝基复合材料   断续时效   微观组织   力学性能  

摘要： 采用混合熔盐法制备xTiB_(2)/Al-5Cu-0.85Mn-0.35Mg-0.5Ag(x=0%,1%,3%,5%,质量分数,下同)复合材料,并进行单级时效和断续时效处理,研究不同热处理工艺对材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着TiB_(2)含量的增加,复合材料的硬度和强度均呈持续增加趋势,但伸长率逐渐下降。当TiB_(2)含量为3%时,单级时效处理(175℃/3 h)后,复合材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量和伸长率分别为465.1,496.8 MPa,78.9 GPa和4.8%,采用175℃/1.5 h+150℃/13.5 h断续时效处理后,复合材料的屈服强度、抗拉强度和弹性模量分别提高至479.3,507.2 MPa和79.1 GPa,比单级时效处理分别提高了5.9%,2.1%和0.25%,伸长率下降至4.1%。二次时效温度显著影响时效沉淀相的析出序列,是材料性能得以大幅提高的主要原因,当二次时效温度为100℃时,θ'-Al_(2)Cu相为主要时效强化相,二次时效温度为150℃时,Ω-Al_(2)Cu相成为主要的时效强化相。

关键词： 硫化特性   橡胶性能   撕裂性能   耐臭氧   密封件   汽车部件   电线电缆   EPDM  

摘要： 相比其他传统橡胶而言,众所周知三元乙丙橡胶(EPDM)是一种具有较强耐臭氧能力和耐高温的饱和聚合物。由于其优异的性能,EPDM广泛用于汽车部件、建筑、电线电缆以及板材和密封件。尽管EPDM具有较强的耐氧化、耐臭氧、耐热性能,但是实际上未填充EPDM的强度较差,因此需要加入填料来提高其强度。作为橡胶的填料通常具有增强橡胶性能、降低生产成本或简化加工工艺的特点。

关键词： 钢-复合材料接头   巴沙木夹芯结构   多目标优化  

摘要： 为提高船用巴沙木芯钢—复合材料接头承载能力,采用有限元模拟对其进行性能优化。首先利用Abaqus软件中的VUMAT子程序构建了巴沙木材料失效准则,随后建立胶接巴沙木夹芯钢—复合材料连接接头的模型,经由计算结果同实验结果的对比来证实仿真的精准性。同时分析原始结构失效原因,并对其进行钢板末端改为完全延伸的形式和增加木芯转角的初步形状优化,接着通过ISIGHT软件集成实验设计(DOE)模块中的最优拉丁超立方算法进行设计采样,根据采样点构建响应面模型,最终将结构质量、极限承载力和刚度作为优化目标函数,基于NCGA遗传算法对巴沙木芯钢-复合材料接头开展了多目标优化。优化后的结构比初始方案的质量下降17.4%,极限承载力提高13.1%。

关键词： 高效氯氟氰菊酯   人参   农药残留  

摘要： 本文以高效氯氟氰菊酯为例,对中药材人参进行膳食风险评估及残留消解研究,为高效氯氟氰菊酯在人参上的安全使用提供依据。

关键词： 复合材料   修复技术   损伤修复   有限元模拟  

摘要： 基于共体加热原理,开发新型高效修复碳纤维复合材料损伤的工艺方法,对碳纤维复合材料典型层合结构损伤部位进行修补,并对修补后结构件的力学性能进行测试,采用多尺度分析方法测试高强度织造国产碳纤维复合材料损伤修复结构性能。结果表明,本项目开发的微波修复技术,其修复时长为15 min,是传统修复工艺的10%,且固化度可达99.9%。采用仅增加补片和增加不同尺寸蒙皮的修复方式,仿真结果与试验结果数据及趋势高度重合,通过仿真分析预测全蒙皮修复方法可使修复后强度达到未损伤时的92.6%。研究结果为碳纤维复合材料在服役过程中受到损伤后的快速修复提供了新方法和理论依据。

关键词： 复合材料   聚醚醚酮   聚醚酰亚胺   熔融沉积成型   力学性能   摩擦磨损  

摘要： 聚合物材料的耐温性能对其摩擦磨损性能具有重要的影响。为改善聚醚醚酮(PEEK)的耐温性能,采用聚醚酰亚胺(PEI)对其进行改性。利用熔融沉积成型制备聚醚酰亚胺/聚醚醚酮(PEI/PEEK)复合材料,考察PEI的引入对PEEK热学性能的影响,以及PEI含量对PEI/PEEK复合材料摩擦磨损性能的影响。研究表明:PEEK与PEI完全互溶,随着复合材料中PEI含量的增大,复合材料的玻璃化转变温度不断升高,且力学性能也不同程度地提高;当PEI质量分数为30%时复合材料表现出优异的力学性能。以复合材料力学性能为指标,获得优化的复合材料熔融沉积工艺,即喷嘴温度390℃,底板温度170℃。摩擦磨损性能测试发现,当PEI质量分数不超过30%时,复合材料的摩擦因数和磨损率较为稳定,而PEI质量分数超过30%后复合材料的摩擦因数和磨损率变化较大。