关键词： 铝基复合材料   B_(4)C增强颗粒   腐蚀   极化曲线  

摘要： 文章以放电等离子烧结(SPS)B_(4)C/2024Al复合材料为对象,采用电化学腐蚀和化学腐蚀方法,研究了B_(4)C增强相含量(0%wt、0.5%wt、2%wt、4%wt)对复合材料腐蚀行为的影响。结果表明,B_(4)C增强相的加入不会改变2024Al基体的腐蚀电位,但增大了其腐蚀速率。B_(4)C/2024Al复合材料在NaCl溶液中的腐蚀表现为点蚀,但随着B_(4)C含量的增加,复合材料的点蚀敏感性减弱。B_(4)C颗粒破坏Al基体表面氧化膜的连续性是其产生点蚀的主要原因,而B_(4)C颗粒阻碍腐蚀坑在基体中的连接、扩大,能在一定程度上抑制基体的点蚀。

关键词： 碳纤维增强复合材料   多孔阵列薄壁圆管   抗冲击性能   能量吸收   有限元分析  

摘要： 为改善薄壁圆管的抗冲击与吸能性能,设计一种多孔阵列薄壁碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composites,CFRP)管,研究其分别在轴向和横向冲击载荷下的抗冲击与吸能性能。基于有限元法建立CFRP多孔阵列薄壁管在冲击载荷作用下的有限元模型,并分析不同铺层角度对此结构的抗冲击与吸能性能的影响。数值分析结果表明:相比普通薄壁CFRP圆管和方管,在轴向和横向冲击载荷作用下,CFRP多孔阵列薄壁圆管有更高的比吸能和峰值载荷,而过高的峰值载荷对被保护的结构不利,但可通过改变CFRP的铺层角度而改变冲击峰值载荷和比吸能值;在轴向冲击载荷下,多孔阵列薄壁圆管铺层角度由[90°/45°/90°/0°]2S变为[90°/0°/90°/0°]2S时,有效压缩位移内的最大压缩载荷降低约10.1%,比吸能值提高约15.1%。研究结果将对CFRP薄壁管的轻量化和抗冲击性能提升的工程应用具有一定的指导意义。

关键词： 高铬铸铁基复合材料   硬质增强相   TiC-TiWC_(2)核壳结构   原位反应   显微硬度   磨料磨损   粉末冶金   铸造  

摘要： 高铬铸铁因优良的韧性和耐磨性,被广泛应用于各种工程领域。然而,在高负荷和极端磨损条件下,高铬铸铁的表面会出现凹坑、裂纹及断裂等失效现象,无法满足工况需求。硬质金属碳化物因具有较高的硬度,能够有效抵抗多种形式的磨料磨损,因此常被添加至金属基体中,以提升基体的硬度与耐磨性能。通过引入W、Ti、C的混合金属碳化物体系,采用粉末冶金与铸造相结合的方法制备了TiC-TiWC_(2)增强的高铬铸铁基复合材料。利用SEM、XRD、EDS法对复合材料的微观组织和物相进行分析,通过维氏硬度计测试复合材料的显微硬度,利用三体磨损试验机比较了复合材料与传统高铬铸铁材料在相同工艺条件下的耐磨性能。结果表明,在原位反应过程中,复合材料内部形成了TiC-TiWC_(2)增强相,该增强相以核壳结构的方式生长。复合区域的平均硬度值可达到1300 HV左右,几乎是基体区域硬度的2倍。在三体磨损实验中,传统高铬铸铁材料中的M_(7)C_(3)型碳化物发生脆性断裂和疲劳剥落,因而磨损表面多呈现连续的划痕和面积较大的凹坑,而复合材料的磨损表面相对平整,仅部分基体区域表现出短而浅的划痕和犁沟,磨损截面整体连续且无明显纵向裂纹。通过对比分析发现,复合材料的耐磨性能相比高铬铸铁基体提升了2倍以上,表明TiC-TiWC_(2)增强相显著提高了高铬铸铁的硬度和耐磨性。

关键词： 工程教育   产教融合   培养方案   培养模式  

摘要： 按照“一个理念、两个融合、三个符合、四个体现”的工程应用型人才培养方案,广东石油化工学院化学工程与工艺专业构建了学校、企业、行业和科研机构深度参与的产教融合育人模式,通过制定满足产业需求的人才培养方案、“聘、引、培”三举措强化教师工程能力、共建优质实践基地、教学与科研有机融合等途径,有效提升了专业的工程教育水平和人才培养质量,并在教学条件、教学改革成果等方面取得了长足发展,办学影响力得到进一步提升。

关键词： 热防护   C/C复合材料   陶瓷涂层   表面涂层技术   抗氧化   耐高温   综述  

摘要： 在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能,又不会显著影响基体的高温力学性能,有力地促进了C/C复合材料在航空航天领域的应用。本文从涂层的结构和成分出发,对现有涂层体系进行了梳理,再结合涂层的化学组成特点,系统综述了表面陶瓷涂层领域的最新研究进展,并对多种纳米结构增强涂层策略进行分析,最后展望了表面涂层技术面临的新挑战和发展方向。

关键词： 轻木   蒸发   太阳能   碳化木材   海水淡化   复合材料  

摘要： 近年来,随着经济和社会快速发展,全球淡水资源需求量不断增加,导致全球淡水资源愈加紧缺。海水淡化是目前解决淡水短缺问题最好的方式之一。为实现海水的快速蒸发,本文制备了高度为20 mm、碳化层厚度为3 mm的脱木素轻木木基光热材料(CDW),通过SEM、FTIR、Raman光谱、UV-Vis-NIR吸收光谱等表征实验证实所制备的材料具有丰富的孔道和良好的吸光性能,有利于水的光热蒸发。构建2D+3D供水的小型光热蒸发器,采用吸水纸向光热材料供水,对所制备的CDW材料进行了光热水蒸发性能评价,所获得的平均蒸发速率为1.5310 kg/(m^(2)·h),较碳化原木有明显提升。通过与无供水情况下的光热实验对比,证实吸水纸能够稳定给材料提供水源;通过与材料直接接触水面的3D供水情况作对比,证实了2D+3D供水结构的优越性。

关键词： TiC   粉末   热处理   复合材料   60 GHz波段   介电性能   微波吸收性能   吸波材料  

摘要： 随着毫米波技术的快速发展,60 GHz毫米波段在通信、雷达、遥感等领域展现出巨大的应用潜力。然而,60 GHz波段的波长短,在传播过程分布效应明显,信号容易受到干扰。为解决该问题,开发一种高效的毫米波吸波材料具有重要意义。由于TiC具备较好的介电性能、较大的介电损耗值及良好的电磁波吸收特性,因此对TiC粉体及其复合材料在60 GHz毫米波段的微波吸收性能进行了研究。探究TiC粉体填充比例(质量分数)和热处理温度对TiC/PE复合材料复介电常数和微波吸收性能的影响,并通过X射线物相分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和激光粒度仪(LPS)分别对样品进行表征。实验结果表明,随着TiC粉末质量分数的增加复合材料的复介电常数增大,热处理温度可以调节复合材料的微波吸收性能。当TiC质量分数为75%时,复合材料的复介电常数实部(ε′)为11.19—12.60、复介电常数虚部(ε″)为3.33—3.91,在厚度0.30 mm处最小反射损耗(RLmin)可达-24.20 dB,厚度为0.35 mm时相应的最大有效吸收带宽(EAB)可达15.50 GHz。当热处理温度为200℃时,TiC/PE复合材料的ε′为14.45—16.54、ε″为5.56—6.44,在厚度0.30 mm处RLmin可达-19.18 dB,而EAB可达16.83 GHz;当热处理温度为325℃时,TiC粉末发生氧化开裂,其ε′为10.67—11.05、ε″为0.86—1.19,在厚度2.15 mm处RLmin可达-48.28 dB,当厚度为1.10 mm时EAB可达5.50 GHz。通过调整TiC粉体的质量分数和热处理温度,可以达到调控复介电常数的目的,使TiC粉末复合材料的EAB保持在较大的频率范围内。TiC粉末复合材料在60 GHz毫米波段表现出良好的微波吸收性能,为毫米波段微波吸收材料的设计提供了重要参考。

关键词： 碳化钼   纳米复合材料   电化学性能   过氧化氢  

摘要： 碳化钼基纳米材料因具有贵金属如(Pt)相似的电子结构和较高的稳定性,使其引起了人们的广泛关注,并在锂硫电池、催化、氮还原、传感器及电解水等方面具有潜在的应用。合成POM@MOF前驱体,经过N_(2)/H_(2)气氛下煅烧制备出新型碳化钼基复合材料Cu-Mo_(2)C/MoC,并进行XRD、SEM表征,将其制备成电化学传感器Cu-Mo_(2)C/MoC/GCE,用于对过氧化氢的超灵敏检测,其检测范围可达:0.001 8mM—0.892mM,检测限为0.6μM。

关键词： 钛基复合材料   放电等离子烧结   固溶强化   力学性能  

摘要： 采用低能机械球磨与放电等离子烧结技术制备了(Ti,Zr)_(5)Si_(3)/TA19(C,N)复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、电子万能实验机研究了(Ti,Zr)_(5)Si_(3)/TA19(C,N)复合材料的组织结构与力学性能。结果表明:随着增强相含量的增加,(Ti,Zr)_(5)Si_(3)/TA19(C,N)复合材料晶粒逐渐细化,当石墨相氮化碳(C_(3) N_(4))添加量达0.7%(质量分数)时,α片层厚度明显增加,基体由魏氏组织向近等轴状组织转变,α相由片层状向短棒状转变。室温下,当Si与C_(3) N_(4)添加量分别为0.3%与0.2%时,(Ti,Zr)_(5)Si_(3)/TA19(C,N)复合材料达到了良好的强塑性匹配,其抗拉强度达(1280.3±14)MPa,相对于TA19钛合金提升了15.6%,此时断裂延伸率仍保持4.8%±0.6%。随着增强相含量的增加,硅化物在基体内析出,分布于α/β相界处,对基体组织起到了钉扎作用。此外,C和N元素的间隙固溶也有效提高了复合材料的强度,但过多的C和N元素也会严重损害复合材料的塑性,从而导致在室温条件下断裂延伸率大幅度下降。(Ti,Zr)_(5)Si_(3)/TA19(C,N)复合材料力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化与第二相强化。

关键词： 植物纤维   透明复合材料   制备技术   节能建筑   储能材料   光电子器件  

摘要： 植物纤维作为一种天然可再生和生物降解的绿色环保材料,来源广泛、储量丰富,如林业木竹和作物秸秆资源,广泛应用于制造纤维增强树脂/硅酸盐等复合材料,市场巨大、前景广阔。植物纤维基透明功能材料的研发,对于突破传统工程材料(如纤维板、木塑复合材料)光学不透明的技术瓶颈,拓宽农林木质制品应用范围具有科学意义与研究价值。本文详细梳理了纤维基透明材料的最新研究进展,系统归纳了纤维材料绿色漂白及透明化的制备机制及制备技术的优缺点和关键技术难点。论证了初步脱色透明化处理的透明材料可以优化工艺,在保留植物纤维特性的同时实现多功能化。重点从植物纤维基透明材料的力学、透明度、雾度、阻燃、隔热等方面进行阐述,探讨了纤维透明材料在节能建筑、光电子器件、储能材料领域的应用前景。植物纤维透明材料的开发,未来仍需大量系统化的基础理论研究。随着制备技术及改性方法的不断完善,其性能将得到进一步提升,推动在建筑、光电、储能等领域的应用。