关键词： 高性能复合材料   隧道桥梁施工   成本控制   优化策略  

摘要： 文章首先介绍了高性能复合材料的特性,分析其在结构轻量化、施工便利性和耐久性提升等方面的优势,以及阐述了如何使用复合材料来有效降低工程成本方法;其次,讨论了复合材料在结构设计中的创新应用,包括支承结构优化、新型结构形式和智能监测系统集成等方面;最后,提出了复合材料在隧道桥梁施工中的优化策略,以进一步提升其应用效果和经济性。

关键词： 铜/石墨复合材料   石墨形态   自润滑膜   摩擦学性能  

摘要： 为研究不同形态石墨对铜/石墨复合材料摩擦过程中固体自润滑膜形成的影响,文章以雾化纯铜粉作为基体材料,片状石墨粉和球状石墨粉分别作为固体润滑相,利用常规粉末冶金法制备样品;并研究了石墨形态对铜/石墨复合材料的力学、自润滑膜覆盖率以及摩擦学性能的影响。结果表明:加入片状石墨的复合材料比加入球状石墨的复合材料的摩擦系数低,但磨损量高;加入片状石墨,可使自润滑膜覆盖率增大,但因复合材料的硬度较差,耐磨性变低;加入球状石墨,虽然自润滑膜覆盖率略少,但复合材料的硬度较高,耐磨性更好。

关键词： 玉米醇溶蛋白   果胶   纳米颗粒   润湿性   Pickering乳液  

摘要： 基于玉米醇溶蛋白与果胶之间的相互作用,利用抗性溶剂沉淀法制备不同甲氧基果胶与玉米醇溶蛋白的复合纳米颗粒,并对其乳化性质进行研究。结果表明,相比于纯玉米醇溶蛋白颗粒,复合纳米颗粒具有纳米尺度、均一的颗粒结构、优良的乳化能力,作为乳化剂颗粒可以形成稳定的Pickering乳液。研究结果表明,果胶的酯化度对于复合纳米颗粒乳化能力具有重要影响,可以对玉米醇溶蛋白表面疏水性进行较好的调控,所形成的复合纳米颗粒三相接触角接近90°。高甲氧基果胶与玉米醇溶蛋白所形成的复合纳米颗粒稳定的Pickering乳液具有更小的乳液粒径,在乳液液滴表面分布更均匀,且对于外界环境pH值的变化具有更好抗性。综上,玉米醇溶蛋白与果胶所形成的复合纳米颗粒可以作为生物基Pickeirng乳液乳化剂颗粒,其中高甲氧基果胶为更好的选择。

关键词： 复合材料   帽型加筋   压电导波   损伤指数   结构健康监测  

摘要： 通过分析复合材料帽型加筋壁板的损伤特点,将压电导波监测技术引入帽型加筋壁板的损伤监测中。首先,对导波在帽型加筋结构中的传播机理进行了有限元仿真,结果显示,导波在帽型加筋中的传播会随着结构形式,呈现先分离后汇合的复杂特点。然后,引入以能量和相关性为衡量标准的两种损伤指数算法对导波信号进行量化。最后,将压电导波技术结合两种损伤指数算法应用到复合材料帽型加筋壁板的疲劳试验中。试验结果显示,分层损伤扩展会导致导波信号出现明显的变化,通过两种损伤指数算法可以识别出帽型加筋上的分层损伤扩展。尽管帽型加筋会增加导波传播的复杂性,压电导波监测技术对复合材料帽型加筋壁板的筋条损伤监测仍然是有效的。

关键词： 选区激光熔化   铝基复合材料   组织转变   拉伸性能   疲劳性能  

摘要： 选区激光熔化(SLM)制备铝基复合材料,改善了传统制造方法遇到的颗粒团聚、界面结合差等问题。本文以激光参数和增强颗粒为切入点,综述了微观结构、组织转变、颗粒分散、晶体形态和界面结合等微观组织特征及演化规律。增强颗粒在基体中成为异质形核点,促进了晶粒细化,优化了晶体形态;激光参数调整能量输入,使熔池产生温度梯度,引起的Marangoni流优化了颗粒分布和界面等微观结构。阐述了SLM制备的Al基复合材料的拉伸和疲劳性能优于相同方法制造的铝和铝合金性能,并根据微观失效断面分析了影响因素。可通过调整激光参数和增强颗粒,改善微观组织,减少气孔和裂纹,从而提高材料拉伸和疲劳性能。最后总结了SLM制备的铝基复合材料的优缺点,根据仍存在的问题对尚待解决的技术问题和未来研究方向作了展望。

关键词： 锂离子电池   负极材料   MOF   金属有机骨架   多孔结构  

摘要： 通过简单的溶剂热法和煅烧法制备了MOF衍生的ZnO/NiO@C多孔纳米复合材料,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对其微观形貌和结构进行表征,利用X射线光电子能谱(XPS)分析了复合材料的元素组成,通过氮气吸附/脱附实验测试了复合材料的比表面积和孔径分布,结果表明:复合材料具有高比表面积和一定数量的介孔,在100 mA/g电流密度下,ZnO/NiO@C电极首次放电比容量为1489.7 mAh/g,循环400次后的可逆比容量为1078.0 mAh/g,容量保持率为72.4%。此外,通过不同倍率的充放电实验,电极的比容量可以恢复到初始倍率的75.28%,测试结果表明ZnO/NiO@C电极具有优异的循环性能和较好的倍率性能,良好的电化学性能是由于其多孔结构、高比表面积和丰富的电化学活性位点,降低了电荷的传递阻力,促进了离子的扩散,提高了倍率性能和循环稳定性。

关键词： 锂离子电池   硅碳   复合材料   结构设计  

摘要： 新能源行业的快速发展对锂离子电池能量密度的需求提出了更高的要求。传统石墨负极容量接近理论极限,而硅材料凭借高比容量、低锂化电位和丰富储量,成为下一代高性能锂离子电池的理想选择。然而,硅材料在合金化过程中会产生巨大的体积变化,且其较差的本征电子导电性,限制了进一步的产业化应用。通过与具有优异导电性及良好稳定性的碳材料复合可有效解决上述问题。本文基于硅材料的反应机理及体积膨胀引发的问题,阐述了硅碳复合材料的性能优势及研究进展,对包覆型、负载型以及分散型硅碳复合材料的结构设计策略进行了分析对比,并在成本、可制造性等方面对未来硅碳材料的应用进行了展望。

关键词： TG300碳纤维   碳纤维复合材料   热膨胀系数   数值模拟   反演分析  

摘要： 依据GB/T 2572—2005测试了-100~120℃区间内TG300碳纤维/环氧单向纤维增强复合材料的热膨胀系数,给出单轴向复合材料纵向及横向热膨胀特性随温度的变化规律及分布特征。基于试验结果,结合有限元分析方法,通过参数反演分析获得了-100~120℃环境温度下碳纤维轴向及径向热膨胀系数,为复合材料热膨胀特性设计分析提供原材料性能数据。进一步计算单轴向及双轴向CFRP的热膨胀系数,分析温度、纤维体积分数、织物结构、工艺参数及纤维屈曲对复合材料热膨胀性能的影响,为低热膨胀复合材料结构设计优化提供理论依据。

关键词： 电化学传感器   诺氟沙星   铜纳米颗粒   羧甲基纤维素  

摘要： 以羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)包覆的铜纳米颗粒(copper nanoparticles,Cu NPs)和碳黑(carbon black,CB)为原料,制备CMC@Cu/CB复合材料,构建检测诺氟沙星(norfloxacin,NFX)的高灵敏度电化学传感器。基于扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和X射线衍射等手段对CMC@Cu/CB结构和形貌进行表征,在玻碳电极(glassy carbon electrode,GCE)表面滴铸复合材料悬浮液,制备CMC@Cu/CB/GCE传感器。结果表明:CMC@Cu/CB/GCE呈均匀分散球状,传感器对NFX具有良好的电流响应,线性范围为0.4~100.0μmol/L,检出限为0.24μmol/L(R_(SN)=3),此外,该修饰电极对实际样品中NFX的测定具有良好的灵敏度和稳定性,对牛奶提取物中NFX的加标回收率为98.8%~112.5%。同时,由于实验过程中原材料价格低廉,传感器的制备成本极低,在实际检测中具有良好的应用前景。

关键词： 无损检测   复合材料   风电叶片   碳纤维复合材料   玻璃纤维  

摘要： 近年来,复合材料在全球范围内迅猛发展,风能领域已成为复合材料最主要的应用领域之一。受制作工艺与材料特性的影响,风电叶片在生产和使用过程中会出现各种各样的缺陷,进而导致叶片受损,影响整机的正常运行。因此对风电叶片进行可靠有效的无损检测,是确保工作稳定性,降低维护成本,提高安全性的关键。结合复合材料在风能领域的应用现状,列举了叶片在生产加工、运行使用阶段的常见缺陷种类与特征,调研了近年来无损检测技术在风电叶片复合材料中的研究进展,总结了不同无损检测方法的优缺点及应用场景,并对风电叶片复合材料无损检测未来的发展趋势做了展望。