关键词： 爆炸复合   R60700/Gr.60   粘接强度   界面表征  

摘要： 锆合金具有良好的耐腐蚀性能,采用爆炸焊接法制备的锆/钢复合材料主要用于制造耐腐蚀容器。为验证锆/钢复合材料在制造耐腐蚀容器及容器使用过程中能够满足加工要求和严苛的工况。本研究对锆/钢复合材料进行不同制度的热处理,并对复合材料的力学性能和界面组织进行检测与分析,研究不同热处理制度对锆/钢复合材料的影响。结果表明:锆/钢复合材料通过不同热处理,在500℃保温6 h后,其粘接强度达到最大值245 MPa,在界面处并未发生剧烈反应,在锆/钢材料界面处发现约为2μm的过渡层,其主要元素为Ze、Fe,且元素呈现出梯度分布。锆钢复合材料热处理后其断裂形式为韧性断裂与解离断裂相结合的混合断裂。

关键词： 复合材料   周期边界条件   拓扑优化   平压   能量吸收  

摘要： 为了增强体心立方(BCC)结构平压吸能性能,采用周期边界条件和ESO拓扑优化方法,对BCC结构的周期性单胞进行了优化设计,发现拓扑优化BCC单胞的等效平压模量远优于传统BCC单胞等效平压模量。通过ABAQUS软件建立了由单胞组成的4×4拓扑优化芯子结构平压模型,对芯子进行了平压试验,将两者结果对照,证明了仿真模型的可行性。对比分析了传统结构和拓扑优化结构在平压载荷下的吸能指标,发现优化后的模型峰值力提升了79.2%,有效吸能量提升了48.5%,单位体积比吸能、单位质量比吸能提升了47.8%。基于BCC单胞的拓扑优化,使BCC单胞的等效平压模量得到较大提升的同时,也使BCC芯子结构在平压载荷下的吸能指标有更好表现。

关键词： 压电-光催化   氨氮废水   C_(3)N_(4)   ZnO  

摘要： 以两步水热法制备了Bi_(2)MoO_(6)/C_(3)N_(4)/ZnO复合材料,在光压条件下,以氨氮为目标降解物评价了复合材料的压电-光催化性能。同时采用FTIR、SEM、UV-vis等方法进行形貌分析和光化学性能测试。结果表明:Bi_(2)MoO_(6)/C_(3)N_(4)/ZnO复合材料的降解率相较于C_(3)N_(4)/ZnO和ZnO有所提升,且三元复合材料的降解速率常数是C_(3)N_(4)/ZnO的3.2倍,是ZnO的9.7倍。此外,重复利用实验和普适性实验结果表明:Bi_(2)MoO_(6)/C_(3)N_(4)/ZnO复合材料具有良好的光催化性能和稳定性。

关键词： g-C_(3)N_(4)   BiOI   rGO   复合材料   光催化   亚甲基蓝  

摘要： 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))是一种对可见光有响应性的光催化材料,但是单一的g-C_(3)N_(4)存在可见光利用率低,电子-空穴易复合的缺点。因此选择将还原氧化石墨烯(rGO)作为载体,将g-C_(3)N_(4)与BiOI复合并负载到rGO上来抑制g-C_(3)N_(4)的光生电子-空穴复合,拓宽可见光的响应,提高光催化活性。通过水热法一步合成g-C_(3)N_(4)/BiOI/rGO复合材料,用于在可见光下降解亚甲基蓝。结果表明:制备的g-C_(3)N_(4)/BiOI/rGO复合材料比表面积较单一的g-C_(3)N_(4)有提高,g-C_(3)N_(4)/BiOI/rGO复合材料的光响应范围比g-C_(3)N_(4)明显拓宽,有更窄的禁带宽度;g-C_(3)N_(4)/BiOI/rGO复合材料光照降解亚甲基蓝5 h降解率是g-C_(3)N_(4)的1.975倍,使用5次后降解率无明显降低。

关键词： 聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯   聚乳酸   纳米蒙脱土   水蒸气阻隔性   流变行为  

摘要： 采用转矩流变仪制备纳米蒙脱土/聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(MMT/PLA/PBAT)复合材料,考察MMT含量对PLA/PBAT复合材料力学性能、薄膜水蒸气阻隔性能、结晶行为、流变行为及断面微观结构的影响。结果表明:MMT的加入提升了PLA/PBAT材料的弹性模量,强度和断裂伸长率略有下降,但显著提升了PLA/PBAT薄膜的水蒸气阻隔性能。当MMT质量分数为8%时,水蒸气透过率降低了43.7%。热力学研究表明,MMT的加入提高了PBAT的结晶温度和结晶度,表明MMT在PBAT中起到成核剂的作用。流变行为研究表明,MMT在PLA/PBAT基体中形成网络结构,提升熔体强度。研究结果可为开发具有高水蒸气阻隔的PLA/PBAT薄膜提供参考。

关键词： CFRP   复合材料   热氧老化   微损伤   超声   无损评价  

摘要： 目的针对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在长期服役过程中的老化损伤导致的构件承载性能下降,严重威胁航空大型构件的服役可靠性,探索早期老化损伤的无损评价方法。方法以T300/AG-80热氧老化为对象,基于材料分析方法研究性能变化规律,结合超声脉冲回波方法研究了声学特性响应。结果150℃热氧老化后,样品质量损失率迅速上升,后缓慢增加,据此将整个老化过程分为老化初期、中期和后期3个阶段。提取不同老化阶段对应纵波声速、时域和频域声衰减系数发现,不同测试频率下,纵波声速均呈先下降、后升高、再下降的趋势,一次底波中心频率(约6 MHz)和二次底波中心频率(约4 MHz)对应频域声衰减系数与声速变化趋势呈负相关关系,时域和低频(约2MHz)声衰减系数变化不明显。结论结合微观组织和结构分析探讨了热氧老化及其声学响应机制,发现3个老化阶段分别对应水分子等低分子量物质挥发、树脂基体后固化、界面损伤和分子链断裂等物理化学演变,孔隙、界面裂纹等老化损伤及树脂的后固化作用综合影响超声波传播行为。研究结果为复合材料早期老化损伤的无损评价提供了参考。

关键词： 聚氨酯   复合材料   注浆  

摘要： 文章对一种新型无机聚氨酯复合注浆材料注浆技术进行了分析,此技术可以提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性,可以为隧道突水、涌泥现象得到有效治理提供科学依据和理论参考。研究结果表明,超前小导管注浆可以有效改善开挖断面上方围岩的物理力学性能,使开挖周围形成一个具有一定强度的硬块结体从而提高围岩的抗渗性、整体性、稳定性。

关键词： 石墨相氮化碳/铌酸钠   热释电光催化   热释电势   复合材料   内建电场  

摘要： 热释电效应诱导的热释电势已被证明是抑制载流子复合和促进电荷输运的有效策略之一。采用水热和烧结两步法制备了g-C_(3)N_(4)/NaNbO_(3)纳米棒复合材料。通过光照加冷热循环降解混合染料(酸性橙AO7、罗丹明Rh B、甲基橙MO和亚甲基蓝MB),复合材料展现了优异的热释电光催化性能。结果表明,无需外部热源,经90 min 10次冷热循环,g-C_(3)N_(4)/NaNbO_(3)对混合染料的热释电光催化降解率达到96.9%,反应速率为0.0386/min。此外,通过不同混合染料浓度、不同pH值、不同水源及5次重复使用的实验表明,复合催化剂具有强的环境适应性和稳定性。自由基探测实验表明,·O_(2)^(-)、·OH和h^(+)是反应中的活性物质,以·O_(2)^(-)和·OH为主。根据捕获实验、Mott-Schottky曲线、密度泛函理论(DFT)计算表明,g-C_(3)N_(4)/NaNbO_(3)增强的热释电光催化活性归因于S型异质结的形成、g-C_(3)N_(4)和Na Nb O_(3)之间的内建电场,以及热释电势导致的能带弯曲,加速了光生载流子的空间分离和迁移。这项工作表明g-C_(3)N_(4)/NaNbO_(3)复合材料是一种有前景的环保型热释电光催化剂,可以通过收集太阳能和昼夜温差热能来净化复杂的废水。

关键词： 环氧复合材料   氮化硼   导热系数   介电性能   有限元仿真  

摘要： 传统的环氧复合材料因传热性能较差,已难以满足电气电子领域的发展需求。在环氧复合材料中搭建三维连续传热网络是大幅提升其导热系数的重要方法。以绝缘性能优良的氮化硼(boron nitride, BN)为原料,采用凝胶法与牺牲模板法相结合的新方案构建三维BN网络,并通过高温去除大部分的辅助材料以保证绝缘网络的纯度,在真空浸渍基体后得到环氧复合材料。测试结果表明,相同填料负载下,该方案制备的3D-BN/EP复合材料的导热系数明显高于传统掺杂方案制备的BN/EP复合材料,且最高导热系数达到了1.50 W/(m·K),相较于纯环氧树脂提升了650%。此外,3D-BN/EP复合材料在广阔的温度范围(0~100℃)和电场强度范围(10^(3)~10^(6)V/m)内均表现出优越的介电性能(相对介电常数ε_(r)<4.4,介质损耗角正切tanδ<0.01),随着填料负载的增加,介电性能逐渐增强,这源于更少的杂质和更少的孔隙缺陷。并且3D-BN/EP复合材料的交流击穿场强也保持在一个较高的水平。还通过comsol有限元仿真证明了连续传热路径的搭建可以有效提升BN/EP复合材料的传热能力。

关键词： 复合材料   疲劳   冲击后压缩   蜂窝夹芯结构   刚度演化  

摘要： 利用直径分别为25.4 mm、38.1 mm和50.8 mm的冲头对玻璃纤维平纹编织面板蜂窝夹芯结构进行1 mm凹坑深度的低速冲击,开展冲击后静态压缩和压-压疲劳试验,研究三种冲头直径下试件的剩余强度、条件疲劳极限、刚度退化、循环蠕变和破坏模式,揭示蜂窝夹芯结构低速冲击后压-压疲劳行为。结果表明:试件静态剩余强度随着冲头直径的增大而减小;当冲头直径为25.4 mm时,条件疲劳极限最大,为静态破环载荷的68.1%,当冲头直径为38.1 mm和50.8 mm时,条件疲劳极限约为静态破坏载荷的60%。循环刚度和循环蠕变均呈现“三阶段”的演变特征,在疲劳寿命期前10%,试件耗散能小幅减小,刚度在高周疲劳中增大,在低周疲劳中减小,循环蠕变现象显著;在疲劳寿命期90%之前,刚度大小稳定,循环蠕变现象有所减弱;在疲劳寿命期后10%,刚度减小,循环蠕变再次呈现显著的现象。试件的疲劳剩余强度分散性明显大于静态剩余强度分散性;试件在疲劳载荷下的破坏模式与在静态载荷下破坏模式相似。