关键词： 碳纳米管   杜仲胶   复合材料   分子动力学模拟   力学性能  

摘要： 在全球环保趋势的驱动下,杜仲胶(EUG)作为环保型生物基材料,具有独特的橡塑二重特性,展现出多行业应用潜力,但其力学性能与功能性应用局限亟待突破。碳纳米管(CNTs)因其优异的力学性能,已经作为改善塑料复合材料性能的高效填料得到了广泛应用。为探究CNTs尺寸对EUG力学性能的影响机制,采用分子动力学模拟方法通过改变CNTs的轴向尺寸和径向尺寸建立了CNTs/EUG复合材料模型,并对其室温下的力学性能进行模拟计算研究。结果表明,在CNTs/EUG复合材料中,材料的力学性能随CNTs直径的增大先升高后降低,力学性能随CNTs长度的增大而上升。其中轴向尺寸中直径为8.14Å及径向尺寸中长度为128Å的CNTs对复合材料力学性能的增强效果较好,相比于直径为2.71Å和长度为68Å的CNTs,直径为8.14Å和长度为128Å的CNTs/EUG复合材料的拉伸弹性模量分别提升了59.70%和54.85%。

关键词： 真空热压法   界面成分   界面结合强度   硬度   等效弹性模量   断口形貌  

摘要： 碳化硅纤维增强钛基复合材料板材具有优良的性能特征和较强的可设计性,是可应用于翼面蒙皮上的新一代轻质高强复合材料。本文利用真空热压方法制备的SiC_(f)/TC17/TB8复合材料板材,通过扫描电镜和能谱分析板材的界面结构及元素分布,利用顶出实验分析界面结合强度,采用纳米压痕仪测试板材的硬度和等效弹性模量,利用扫描电镜分析板材室温拉伸断口的形貌特征。结果表明:SiC_(f)/TC17/TB8复合材料由碳化硅纤维、碳涂层、界面反应层及基体组成,其界面无缺陷且纤维/基体的界面结合强度为89.10MPa;基体的硬度和等效弹性模量高于TB8包套,分别为5.37GPa、120.23GPa;复合材料拉伸断裂的纤维脱粘发生在反应层及其与碳涂层界面;基体处断裂断口为混合型断口,包套处为韧性断口。

关键词： 酶催化   聚乳酸   竹粉   复合材料   塑料  

摘要： 以木聚糖酶为催化酶对竹粉进行改性,以酶催化改性竹粉为增强填料、以聚乳酸(PLA)为基材制备酶催化改性竹粉/PLA复合材料。通过电子扫描显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和万能试验机分析酶催化改性竹粉/PLA复合材料的性能。SEM、FTIR和TG结果表明,随着木聚糖酶质量浓度的增加,竹粉中的竹纤维表面变得更为粗糙,表面羟基数量变少,更容易与PLA结合,这有利于增强竹粉/PLA复合材料的热稳定性。力学测试结果表明,相比未进行酶催化改性的竹粉/PLA复合材料,酶催化改性竹粉/PLA复合材料的力学性能明显提升。当木聚糖酶质量浓度为3 mg/L时,酶催化改性竹粉/PLA复合材料的拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和冲击强度分别达到42、2631、68 MPa和0.83 kJ/m^(2)。

关键词： 产教融合   复合材料设计课程   教学方法   校企合作  

摘要： 在产教融合的背景下,高校与企业的合作已经成为一种普遍现象。尤其是在理工科专业领域,高校与企业的合作不仅有助于培养适应市场需求的人才,还可以推动学科的发展和技术的进步。产教融合在“复合材料设计”课程中的实施取得了显著成效。产教融合模式不仅提升了学生的就业竞争力,也得到了企业的高度认可与支持,同时也为教师队伍的建设和学校的品牌提升做出了积极贡献,为高校教学改革和人才培养模式的创新提供了有力支撑。

关键词： 沥青混合料   半柔性路面   废胶粉   纳米二氧化硅   路用性能  

摘要： 为探究废胶粉与纳米二氧化硅联用对半柔性沥青混合料路用性能的影响,以OGFC-16级配中值为基准配制基体沥青混合料,通过抗压试验、抗弯拉试验等方法,评价不同废胶粉与纳米二氧化硅掺量对半柔性沥青混合料路用性能的影响,确定OGFC-16级配下混合料最佳纳米二氧化硅与废胶粉掺量,为同类工程提供参考。

关键词： 复合材料   编织   穿刺   织造   预制体   成型   轻量化   铺丝  

摘要： 为了促进纺织复合材料整体穿刺织造成型技术的应用与发展,介绍整体穿刺织造成型工艺及特点,立足国内外整体穿刺织造成型设备的研究进展,总结分析设备优缺点、整体穿刺织造成型预制体性能及应用,针对设备存在的局限性展望技术发展方向。指出:纺织复合材料整体穿刺织造成型预制体具有优良的力学性能、摩擦性能、抗冲击性能、热力学性能及轻量化优势,应用潜力巨大;未来,应通过设备工艺优化、设备结构改进、零部件耐用性提升、智能检测与诊断技术应用、控制系统优化以及畅通行业技术交流等措施,提高穿刺成型设备的生产效率、设备稳定性、自动化程度,进而提升穿刺织造成型预制体的精度和质量。

关键词： CFRP   穿透型裂纹钢管   模量   厚度   承载水压计算   应力强度因子  

摘要： 石油气管道在服役环境中面临腐蚀、冲击、盗挖等损伤威胁。轻质高强、耐腐蚀的碳纤维复合材料(CFRP)可有效实现穿透型裂纹管道的堵漏与加固。本文中采用静水压试验方法验证了CFRP加固穿透型裂纹管道方法的有效性。采用围线积分裂纹扩展有限元模拟方法研究了CFRP性能与结构胶性能对加固效果的影响。推导了基于应力强度因子的CFRP加固穿透型裂纹管道的承载压力计算方法。研究结果表明,CFRP加固后穿透型裂纹管道的极限承载压力为8.95MPa;CFRP和结构胶的厚度大于模量对裂纹扩展的影响,CFRP模量和厚度与结构胶模量对裂纹扩展承载压力有正向作用;承载压力计算结果较试验结果相对误差为11.9%。本研究成果有利于实现穿透型裂纹石油气管道的快捷、安全、可靠的修复加固。

关键词： 电磁屏蔽   复合材料   MXene   芳纶纳米纤维  

摘要： 以新型高导电性二维纳米材料Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene作为导电填料,以芳纶纳米纤维(ANF)作为气凝胶的增强材料,用冷冻干燥法先构筑多孔的三维导电MXene/ANF气凝胶作为骨架,再回填硅橡胶(PDMS)制备MXene/ANF/PDMS复合材料。研究了不同MXene/ANF填料配比对材料的形态、导电性、电磁屏蔽(EMI)性能、力学性能的影响。结果表明:通过回填法制备的复合材料界面相容性良好,且PDMS的回填没有造成气凝胶的塌陷破碎。MXene/ANF/PDMS复合材料在2.89%(质量分数)的低填料量下且厚度为1.8 mm时就能获得高电导率(9.03 S·cm^(-1)),电磁屏蔽效能可达到40.4 dB,屏蔽效率高达99.991%,并具有优秀的压缩力学性能。

关键词： AgSnO_(2)电接触材料   Ni添加剂   NiO添加剂   电接触性能  

摘要： 采用粉末冶金法制备了AgSnO_(2)复合材料,系统研究了金属Ni和NiO添加剂对材料物理性能和电接触性能的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)对开断5000次后的电极表面进行表征。结果表明:添加0.5%的NiO使Ag/SnO_(2)复合材料的导电率从52.56%IACS增加到57.30%IACS,而添加相同质量分数的金属Ni则造成导电率下降。NiO较Ni添加剂更有利于改善AgSnO_(2)材料的电接触性能,在一定程度上能降低燃弧能量和接触电阻,质量损失也明显减少。本实验条件下制备的AgSnO_(2)复合材料,添加0.5%的金属Ni尽管能显著降低材料的质量损失,但会引起燃弧能量和接触电阻明显增加。与金属Ni相比,NiO添加剂能抑制AgSnO_(2)电极表面气孔和裂纹的萌生与扩展。

关键词： 多壁碳纳米管   硫负载改性   天然橡胶   复合材料   耐磨性能   压缩生热  

摘要： 使用硫对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行负载改性,制得硫负载改性MWCNTs(简称MWCNTs-S),采用乳液共混法制备MWCNTs-S/天然橡胶(NR)复合材料。结果表明:MWCNTs-S有明显的硫的特征衍射峰,其晶体无序度和表面缺陷程度增大,硫纳米粒子在MWCNTs表面分散均匀,未形成大的团聚;与MWCNTs/NR复合材料相比,MWCNTs-S/NR复合材料的加工安全性有所改善,拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能提升,压缩生热降低,MWCNTs-S对复合材料的补强效果显著。本工作为MWCNTs改性及其对橡胶复合材料的补强提供了一种新的思路和方法。