关键词： 玄武岩纤维   烟片胶   改性   锆酸酯   短纤维复合材料  

摘要： 用锆酸酯对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,并对烟片胶(RSS)基体内的BF进行取向,研究了不同长度、添加份数和取向方式对BF/RSS复合材料性能的影响。结果表明,与未添加BF及添加BF未取向的BF/RSS复合材料相比较,BF取向的BF/RSS复合材料的综合性能得到了明显提升。其中,长度为3 mm、添加份数为5 phr并经径向取向的BF/RSS复合材料相较于其它长度、份数及取向方式的综合性能最好,300%定伸应力增加了22.8%,撕裂强度提高了25%,且Payne效应较弱,损耗因子峰值小,扫描电镜分析表明BF在RSS基体中的分散性较好。BF长度为6 mm、添加份数为5 phr并经过径向取向制得的复合材料,在胶轮转速720 r/min、冲击速度120 c/min条件下,耐切割性能最优提高了34%。

关键词： 高延性   拉伸应变硬化   分子动力学   数值(有限元)   近场动力学   人工神经网络  

摘要： 高延性水泥基复合材料(ECC)克服了普通混凝土延性差、裂缝控制能力弱的缺点,当前针对混凝土断裂力学的机理分析主要依据微、宏观试验数据进行,但该过程耗时耗力且无法直观展示开裂过程中纤维–基体间的应力传递及异相物质间的分子或原子交互作用,而计算机模拟技术凭借高效、可视化、低成本的优势为精准预测、深入分析试验结果提供了强力支撑。为全面了解当前ECC拉伸开裂行为多尺度模拟的研究现状,将分子动力学、数值模拟(有限元模拟)、近场动力学和人工神经网络按纳、介、宏观3类尺度、4类方法分类概述其对ECC拉伸开裂行为的模拟。纳观尺度方面,分子动力学从分子或原子层面出发,着重分析未改性及改性纤维对ECC变形过程中纤维–基体界面结合性能的影响机理。介观尺度方面,数值(有限元)模拟重点关注纤维、基体及其界面特性等宏、细观因素对ECC拉伸应变硬化行为的影响规律。宏观尺度方面:近场动力学模拟针对ECC多缝开裂特性研究较少,其主要基于非局部作用分析了普通及纤维增强混凝土在不同方向荷载下的开裂演化行为;人工神经网络对ECC的力学性能预测有一定研究,但该方法主要通过建立预测模型,实现混凝土配合比设计并预测相关参数与力学性能之间的关联性。同时,论述了4种模拟技术在ECC拉伸开裂行为中的不足及发展趋势。

关键词： 聚合物防水涂料   二氧化硅   改性   混凝土   耐久性   防水性能  

摘要： [目的]研究SiO_(2)改性聚合物防水涂料对混凝土性能的影响,为拓宽其应用提供实验依据。[方法]通过考察SiO_(2)改性聚合物防水涂料对混凝土吸水与抗渗性、抗硫酸盐侵蚀能力及碳化深度的影响,探索SiO_(2)改性聚合物防水涂料对混凝土性能的影响机理。[结果]在同一测试时间下,随着SiO_(2)超细粉掺量的不断增大,混凝土的吸水率和氯离子渗透深度呈现出先减小后增大的趋势。当SiO_(2)超细粉的掺量为1.0%时,涂抹SiO_(2)改性聚合物防水涂料的混凝土表现出最好的防水效果。[结论]SiO_(2)改性聚合物防水涂料能在混凝土表面形成一层致密的阻隔层,其防水效果优于未改性的聚合物防水涂料。

关键词： 铝青铜   钛铝碳复合材料   摩擦学性能   耐冲击性能   工程应用  

摘要： 针对铜基换挡摩擦片在极限工况下易发生强烈黏着磨损,继而导致烧蚀与磨损失效的问题,研制了铝青铜-Ti_(3)AlC_(2)复合材料及其工程样件.测试了样件在不同工况下的摩擦系数、磨损率、闭锁冲击系数、传递扭矩、耐振动冲击次数及耐热冲击系数,并分析了力学性能、磨损表面状态及摩擦磨损机理.结果表明:Ti_(3)AlC_(2)能够提高铝青铜基体的硬度和抗压强度,并减弱黏着磨损,从而提高复合材料的耐磨性能和耐热冲击性能;Ti3AlC2可使换挡摩擦片具备稳定的传递扭矩,并降低其在重载荷与高转速下的摩擦冲击;过量的Ti_(3)AlC_(2)会降低复合材料的组织均匀性和结合力,并对耐磨性能和耐振动冲击性能造成不利影响;通过优化Ti_(3)AlC_(2)含量可使复合材料兼顾良好的力学性能、摩擦学性能及耐冲击性能,进而提升换挡摩擦片在极限工况下对摩擦冲击、热冲击及振动冲击的承载能力.

关键词： 轧制   复合材料   7075铝合金   冲击韧性  

摘要： 7075铝合金具有较高的强度和耐腐蚀性能,但其断裂韧性较低,从而限制了其广泛应用。层状复合材料在断裂过程中界面会发生分层,这种分层可以起到吸收能量并提高复合材料断裂韧性的作用。文章中采用400℃保温30min,压下量47%的热轧工艺制备了一种多层铝/钢复合板,热轧后的复合板界面平直复合效果良好。通过对复合板进行夏比冲击实验,结果表明复合板的冲击韧性是7075铝合金单板的9.7倍,最后通过金相显微镜、扫描电镜对轧制后的复合板进行表征。研究表明,冲击韧性的提高是由于界面分层、裂纹偏转等机制作用的结果。

关键词： 聚乳酸   植物纤维   复合材料   增韧改性   界面改性  

摘要： 通过文献调研梳理成果,综述植物纤维增强聚乳酸(PLA)复合材料研究进展,包括植物纤维的特性、制备方法及性能改进;剖析现存挑战并规划未来方向。研究显示,竹纤维、麻纤维等增强了PLA的力学性能和热稳定性,同时保持其可降解性,但纤维与基体界面结合力不足及分散性差仍是主要挑战。通过硅烷化、等离子体处理等改性技术,以及纳米技术的应用,显著改善了复合材料的综合性能。

关键词： 聚氨酯   复合材料   建筑阻燃材料  

摘要： 为了提升聚氨酯(PU)的阻燃性能,使用低成本的膨胀石墨(EG)、聚磷酸铵(APP)、玻璃纤维(GF)和蛭石(VMT)系统研究了不同掺杂材料对PU复合材料阻燃效果的影响。使用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、拉伸强度测试和锥形量热仪分别研究EG、APP、GF和VMT对PU复合材料阻燃性能的协同效应。结果表明,与PU材料相比,引入添加剂后有效增强了PU的阻燃性能。尤其是引入GF和VMT提升了PU复合材料的热稳定性,总烟雾产生速率减少91%。因此,EG、GF和VMT与PU以及APP的协同效应在很大程度上增强了PU材料的阻燃性,这是由于它们之间形成高密实度碳化层所致。PU复合材料抑制了烟雾的排放,并抑制了空气穿透复合材料,从而减少与材料气体挥发物的反应。制备的PU复合材料为生产具有阻燃和抑烟功能的聚合物复合材料建筑材料提供了策略。

关键词： 硫化纳米零价铁   连二亚硫酸钠   含铜废水   吸附  

摘要： 硫化纳米零价铁(S-nZVI)及其复合材料以去除重金属的优异性能而著称,但较高的制备成本极大限制了S-nZVI的发展及应用。本工作以Na_(2)S_(2)O_(4)为单一还原剂,通过流变相反应制备S-nZVI@Ma纳米复合材料,采用SEM、TEM、EDS、XPS、XRD、FTIR、VSM等手段对S-nZVI@Ma进行了表征,研究了S-nZVI@Ma对模拟废水中Cu(Ⅱ)的去除效果。结果表明,S-nZVI@Ma能够高效地去除模拟废液中99%以上的Cu(Ⅱ),并可利用外置磁铁将其从模拟废液中分离出来。经过五次重复利用后,S-nZVI@Ma对Cu(Ⅱ)的去除率仍保持在75%以上,表明该材料具有良好的磁回收利用性能。Cu(Ⅱ)的去除过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,最大容量(qmax)为71.43 mg·g^(-1),热力学研究表明了去除过程的自发性和吸热性。利用FESEM-EDS、XRD、XPS、FTIR等手段对反应物进行表征,从电子转移的角度讨论了反应机理。以上研究可为S-nZVI的实际应用提供参考。

关键词： 玻璃纤维   碳纤维   复合材料   涂层   表面防护  

摘要： 在纤维增强复合材料表面涂覆一层防护涂层,可赋予其优异的综合性能,提高其使用效率并延长服役寿命。文中首先介绍了纤维增强复合材料的分类、应用和发展方向,轻量、环保、智能化是未来的发展趋势。随后,讨论了纤维增强复合材料表面防护涂层的分类,重点论述了其表面防护涂层的附着力增强策略和方法。进一步论述了交通运输、能源装备等领域中纤维增强复合材料表面防护涂层的开发策略和应用研究现状。最后,针对存在的问题进行总结与展望,明确表面防护涂层的水性化是大势所趋,且涂层的开发将紧密结合性能、成本及环保等指标。

关键词： 硫系玻璃   端面耦合   光束传播方法   埋入式光波导  

摘要： “后摩尔”时代,光子芯片因其具备高速度、大带宽、低能耗等特点获得了广泛研究,光波导作为光子芯片的基本元件,把光从光纤耦合到光波导中是一项值得研究的关键技术。硫系玻璃的较高折射率、超快非线性响应、以及超宽的红外透过区域等特性,使其具有许多传统红外材料所不具备的优势,其性能和用途无法被其他红外光学材料所取代,相比于硅基光子芯片,硫系玻璃光子芯片能够实现中远红外范围的应用。文中通过真空热蒸发法在玻璃基底沉积硫系玻璃Ge_(28)Sb_(12)Se_(60)薄膜,利用移动曝光的方式验证硫系玻璃Ge_(28)Sb_(12)Se_(60)具有光致漂白效应,在1310 nm处曝光前后折射率改变量约0.013。通过掩膜移动曝光法在硫系玻璃Ge_(28)Sb_(12)Se_(60)薄膜中制备埋入式光波导,并实现了光纤-埋入式光波导的端面耦合,研究了输入端光纤与埋入式硫系玻璃光波导之间的耦合效率问题,实验测得耦合效率为0.575%;此外,还通过光束传播方法对实验过程进行模拟,研究结果表明,实验与仿真耦合效率随光纤位移变化趋势一致。该研究对硫系玻璃薄膜在红外光学信息处理、光通信等领域具有一定的借鉴意义。