关键词： 碳纤维   表面改性   热塑性复合材料   界面结合   力学性能  

摘要： 碳纤维增强热塑性复合材料(CRTP)具有轻质、高强、高模等优异性能,在汽车、航空航天、国防军工和风力发电等领域具有广阔的应用前景。为了获得性能优良的复合材料,碳纤维(CF)表面改性方法被深入研究以提高CF与热塑性树脂间的界面结合。本文介绍了当前碳纤维增强复合材料界面增强理论,总结了国内外CF表面改性技术及与热塑性树脂界面结合的研究进展,并综述了各种不同表面改性技术的优缺点及对CRTP性能的影响。

关键词： 北柴胡   定量模型   傅里叶变换红外光谱技术   含量测定   化学计量学方法  

摘要： 目的基于傅里叶变换红外光谱技术,建立北柴胡有效成分快检定量模型,实现对未知北柴胡有效成分的含量预测,为实现中药材有效成分的快速、无损检测提供方法依据。方法使用傅里叶变换红外光谱技术采集不同采收期的54份北柴胡样品红外光谱图,使用高效液相色谱技术测定54份北柴胡中柴胡皂苷A(Ss-a)、柴胡皂苷D(Ss-d)、柴胡皂苷C(Ss-c)、柴胡皂苷F(Ss-f)的含量,并以Ss-a、Ss-d、Ss-c、Ss-f计柴胡总皂苷(Ss-s)的含量,运用TQ分析软件,通过化学计量学方法偏最小二乘法(PLS)、逐步多元线性回归(SMLR)、多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNT)、一阶导数(1stDer)、二阶导数(2ndDer)及SG卷曲平滑(SG)和诺里斯导数滤波(ND)进行光谱处理并建立模型。结果SMLR+SNT+2ndDer+SG对Ss-c、Ss-f含量测定效果最好,相关系数分别为0.8365、0.8325,平均绝对偏差分别为-0.01%、-0.01%;SMLR+MSC+2ndDer+SG对Ss-a、Ss-d、Ss-s含量测定效果最好,相关系数分别为0.8206、0.8356、0.8405,平均绝对偏差分别为-0.08%、-0.19%、-0.20%。结论以傅里叶变换红外光谱技术与高效液相色谱技术相结合,可以实现北柴胡有效成分快速含量测定,该研究为中药材含量检测提供了新方法,在一定程度上能够推动中药材质量稳定、可控。

关键词： 碳纤维   复合材料   回收利用   成型工艺   热塑性  

摘要： 碳纤维增强热塑性复合材料(CFRP)具有比模量高、比强度大、耐腐蚀性强等优点。根据增强体长度,CFRP分为连续碳纤维增强热塑性复合材料(CCFRP)和短切碳纤维增强热塑性复合材料(SCFRP)。与热固性基体相比,热塑性树脂基体具有加工周期短和重复利用性强等特点,被广泛应用于航空航天、临床医学、风力发电等领域。文章介绍CFRP在航空航天和临床医学中的常见应用,综述了适用于不同增强体长度(连续碳纤维和短切碳纤维)的热塑性复合材料的常用成型工艺,如注塑成型、模压成型、3D打印成型、传递模塑成型等。文章从热回收、机械回收、化学回收方面介绍碳纤维增强热塑性复合材料回收利用的方法,提出通过对短切碳纤维取向进行控制来提高复合材料的性能,指出研制耐高温、与树脂基体互溶性高、与树脂基体和碳纤维有较高结合力的碳纤维上浆剂是未来的研究重点。

关键词： 水泥基复合材料   矿渣   石墨   铁氧体   力学性能   吸波性能  

摘要： 向水泥中掺入合适的吸波剂并进行适当的电磁改性是实现电磁波吸收的有效途径。本文以矿渣、石墨、铁氧体为吸波剂制备水泥基复合材料,通过力学性能测试、微观结构测试、反射率测试探究不同掺合料和试样厚度对复合材料吸波性能和力学性能的影响。结果表明:当矿渣掺量为30%(质量分数)、石墨掺量为5%(质量分数)时,复合材料的吸波性能最好,且存在最佳匹配层厚度,当厚度为36 mm时,复合材料在2.65 GHz处反射率为-40.84 dB;当矿渣掺量为30%、铁氧体掺量为10%(质量分数)、匹配层厚度为36 mm时,复合材料在2.53 GHz处有最低反射率,为-26.63 dB;矿渣和铁氧体均会降低复合材料的强度,石墨(掺量不超过5%时)在水泥水化早期能够填充在砂浆孔隙中,从而提高了水泥基复合吸波材料早期的力学性能。

关键词： 飞机   防/除冰   电加热织物   定制纤维铺放   拉伸强度   电热性能  

摘要： 飞机机翼和发动机进气道的结冰导致飞行安全事故频发。针对飞机在寒冷气候下飞行会造成机翼和发动机进气道结冰的问题,开发一种可用于飞机防/除冰的电加热复合材料用增强织物。基于定制纤维铺放(Tailored Fiber Placement,TFP)技术,设计制备镍铬合金丝作为电热元件、玻纤平纹织物作为基底、涤纶线作为面线和底线的电加热织物。通过拉伸实验研究针迹步长、面线张力和布线速度等TFP工艺参数对电加热织物经向和纬向拉伸性能的影响,选择出最优工艺参数。以此参数制备出3种电热元件排列密度电加热织物,同时对其在不同电压下的电热性能进行评价。拉伸性能和电热性能测试结果表明:基于TFP技术制备的镍铬合金丝电加热织物经向和纬向拉伸强度保留率最高可达98.34%和95.71%;3种电加热织物35 s时均可达到最高平衡温度,当施加电压不变时,电热元件排列密度越大,织物最高平衡温度越高;所得研究结果可为飞机防/除冰用电热复合材料提供增强织物方案,对于飞机防/除冰用材料的研制具有重要意义。

关键词： 巡航导弹   雷达反射截面积   战斗部   打击精度   隐身设计   知己知彼   复合材料   核弹头  

摘要： 糟糕!一大群巡航导弹飞过来了,怎么办?有什么方法能栏住它们吗?!我知道你很急,但你先别急。知己知彼百战百胜。想拦巡航导弹,先得了解它的特点。个头小,本事不小巡航导弹虽然速度不快,个头也较小,但它的隐蔽性强,打击精度高,井且可以携带包括核弹头在内的多种战斗部。更为先进的巡航导弹还采用了复合材料和隐身设计,不仅弹体更轻,雷达反射截面积还更小,不容易被发现。

关键词： BN纳米管   BN纳米片   复合结构   复合材料   疏水改性   耐高温  

摘要： 目的利用表面生长纳米片的BN纳米管对不锈钢网基体进行表面改性,显著提高网表面的密度,增加空气垫效应,实现疏水性和耐高温性能的结合。方法以质量比为8∶2∶1的氧化硼粉、纳米硼粉和纳米铁粉为原料,采用化学气相沉积法在不锈钢网表面沉积BN纳米管片复合结构。利用扫描电镜、接触角测量仪和热重-差热分析仪分别对BN纳米管片结构的形貌、疏水性以及耐高温性进行表征,探讨了沉积温度对复合结构形貌的影响规律,以及形貌与材料的疏水性和耐高温性之间的定量关系。结果随着沉积温度从1220℃升高到1250℃,BN纳米管的直径从50nm增加到710nm,且纳米管的数量显著增加,其表面纳米片分布越来越浓密。润湿角随着沉积温度的升高呈现出先增加后减小的趋势。在沉积温度为1230℃时,改性后的不锈钢网表现出最大润湿角151.5°,达到超疏水效果。此时的BN纳米管直径约为151 nm,且表面的BN纳米片分布浓密。当温度高于1230℃时,纳米管直径进一步粗化,润湿角也随之减小。经过700℃高温耐氧化测试发现,改性后的不锈钢网仍然保持着良好的疏水效果。结论BN纳米管片复合结构可显著提高不锈钢网的表面空气垫效应,其形貌主要受沉积温度的影响。改性后的不锈钢网在700℃以下的疏水效果远高于高分子化学改性后的不锈钢网。本工艺实现了疏水性和耐高温性的结合,为新型耐高温疏水材料的应用打下良好的基础。

关键词： Homogenization method  

摘要： Carbon fiber reinforced plastic (CFRP), which has the characteristics of lightweight, high specific strength and high specific stiffness, is applied to various structures such as aircraft and automobile. In particular, strength evaluation of woven CFRP used for structural components is still challenging. Currently, the strength evaluation using homogenization method is widely studied. However, for homogenization method, some precise dimensional measurements are needed during the modelling process, so a simpler method is desirable. In addition, strength evaluation using actual product of CFRP is the mainstream. There is also the issue of cost. Therefore, in this study, modeling and analysis using orthogonal anisotropy are conducted on twill weave CFRP specimen and structural sample by the general-purpose structural analysis software NASTRAN. Tensile and bending tests are conducted on the specimen, and loading tests using a fixture are conducted on the structural sample for comparison with the analysis. Strength evaluation is also conducted using the knee-point, which initial fracture begins to occur. As a result, the modulus of elasticity obtained from the analytical tensile test is in good qualitative agreement with the experimental value. The strength evaluation using 22.5° pitch stress from the analysis and the knee-point shows availability to predict the initial fracture behavior of the specimen and structural sample. © 2025 The Society of Materials Science, Japan.

关键词： 复合材料结构   壳体(结构)   承载力   研究  

ISBN: (纸本)9787030800626

摘要： 本书主要阐述静水压力下复合材料壳体承压性能分析，重点介绍了屈曲、强度失效、壳体承压性能优化的基本概念和理论，建立了静水压力下纤维复合材料圆柱壳体屈曲和损伤模型，考虑两种失效形式进行了壳体承压性能优化。此外，本书还开展了不同材料体系如碳纤维复合材料、铝合金、碳化硅陶瓷圆柱壳体承载性能测试范例，获得了壳体微观应变和宏观屈曲形貌演化特性，阐明了静水压力下壳体非线性行为特点。