关键词： 复合材料R区   应力场预测   层间失效   理论模型   精细化有限元仿真  

摘要： 本文针对复合材料L型弯曲层合板R区层间力学行为分析面临的科学和工程问题，提出了一种高效和精确预测R区应力场和失效行为的理论模型。该模型基于高阶理论，实现了R区层间应力的精确预测，并结合经典层合板理论，进一步构建了面内应力的预测方法。同时，引入层间-面内应力耦合系数以考虑面内应力对层间失效行为的影响，进而改进了现有层间失效准则。随后，采用精细化有限元仿真方法对理论模型的预测精度进行系统验证。结果表明，消除自由边效应后的有限元仿真得到的R区应力场与理论预测结果一致，证明了理论模型的精确性。在失效行为的验证中，分别采用试验和有限元仿真对临界失效载荷和失效模式进行了验证。结果表明，理论预测的临界失效载荷值和失效模式与试验和有限元结果吻合度高，进一步验证了理论模型的精确性。研究表明，所提出的理论模型兼具计算效率高和预测精度高的优势，为复合材料L型弯曲层合板的结构设计与性能评估提供了可靠的理论分析工具。

关键词： 二氧化硅   氧化铝   室温硫化硅橡胶   涂层   加速老化  

摘要： 室温硫化硅橡胶（RTV-SiR）是一种重要的高压绝缘子涂层高分子材料。由于RTV-SiR不能长时间承受各种外界环境条件刺激下造成的破坏作用，长期加速老化行为是现场应用中需要考虑的重要问题。本研究在RTV-SiR中加入纳米二氧化硅（SiO2）和三水合氧化铝（ATH），并对复合样品涂层在9 000 h进行长期加速老化。采用扫描电镜（SEM）、疏水性等级（HC）、泄漏电流（LC）、傅里叶红外变换光谱（FTIR）、击穿强度以及机械强度等技术分析了SiO2和ATH填料填充RTV-SiR后的老化特性。结果表明：在RTV-SiR中添加了SiO2和ATH填料后，增强了复合涂层的抗降解能力，以及在老化过程中的耐环境应力，保持了样品的疏水性能；与RTV-SiR相比，添加了SiO2和ATH填料的样品老化后的泄漏电流增长幅度相对较小，击穿强度相对较高；FTIR分析表明，与添加了SiO2和ATH填料的样品相比，RTV-SiR一些重要吸收峰强度在老化过程中损失百分比更高，且几乎都无法恢复，而添加了SiO2和ATH填料的样品则表现出损耗-恢复特性；添加了SiO2和ATH填料的试样在老化处理后抗拉强度、断裂伸长率和硬度下降幅度都相比纯RTV-SiR更低，说明其更耐老化。

关键词： 石墨烯   杯[4]磺酸盐   复合材料   尿酸   电化学检测  

摘要： 通过自组装的方式，将水溶性杯[4]磺酸盐（C4）修饰到石墨烯（GN）表面，通过各种表征手段表明，获得了水分散性GN-C4二元纳米复合材料。将其修饰在电极表面，考察尿酸的电化学反应。结果表明：GN-C4既表现出C4的超分子识别和富集能力，又展现出石墨烯的大比表面积和导电性能，两者协同促进尿酸的电化学反应，表现出较好的电化学检测能力。GN-C4对尿酸的电化学检测具有较宽的线性范围（5～100μmol/L），也具有较低的检测限（1μmol/L）。

关键词： 金属有机框架   纤维   复合材料   光催化   静电纺丝  

摘要： 针对金属有机骨架(如ZIF-8)光催化剂所存在的催化效率低、稳定性差等问题,制备了Ag NPs@ZIF-8异质结纳米材料,采用丝网印刷技术将其负载于PVDF纳米纤维,构筑了高效且稳定的纳米纤维基异质结光催化剂。通过X-射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X-射线光电子能谱仪以及UV-Vis-NIR光谱仪等,表征材料结构,并通过光催化实验测试材料对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,Ag NPs@ZIF-8展现出了比纯ZIF-8更优异的光电性能。当水流速度为500m L/min,Ag NPs@ZIF-8/PVDF复合纤维膜的光催化反应速率常数是纳米颗粒的2.6倍,对MB的降解率高达70%,且稳定性好。为水流驱动光催化处理工业废水的实际应用提供了实验室基础。

关键词： 氢   橡胶密封件   鼓泡断裂   复合材料   数值模拟  

摘要： 氢致鼓泡断裂是高压氢气快速减压过程中橡胶内部发生的一种损伤现象。针对常用的密封件材料丁腈橡胶（Nitrile Butadiene Rubber，NBR），建立NBR氢致鼓泡有限元模型，研究了单次氢暴露和氢循环暴露工况下的橡胶内部损伤演化机制，并探究了填料、氢渗透特性、服役工况参数和空穴参量对NBR氢致鼓泡的影响。结果表明，在单次氢暴露中，泄压结束时刻是NBR最有可能发生鼓泡断裂的时间点；氢循环暴露会扩大空穴损伤，加剧鼓泡断裂风险。填料的加入可提高NBR的抗氢致鼓泡断裂。氢溶解度的增大，氢扩散系数的减小会提高鼓泡断裂的可能。减小氢气压力和泄压速率可以降低鼓泡断裂风险。较大的空穴半径，较小的空穴间距以及较大的空穴数量会带来较大的鼓泡断裂风险。

关键词： 冷冻   柑橘果胶   结构表征   傅里叶变换红外光谱   核磁共振  

摘要： 为探究冷冻对柑橘属果实果胶结构的影响，该研究以沃柑（橘）、伦晚（橙）、尤力克（柠檬）整果为研究对象，依次从细胞壁物质（cell wall material, CWM）中分离提取不同冷冻条件下水溶性果胶（water-soluble pectin, WSP）、反式-1,2-环己烷二胺四乙酸溶性果胶（trans-1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid-soluble pectin, CSP）和Na2CO3溶性果胶（Na2CO3-soluble pectin, NSP）组分，并对3类果胶含量、单糖组分和结构进行分析。结果表明，冷冻处理后：1)WSP含量显著（P<0.05）降低，聚半乳糖醛酸区域（homogalacturonan, HG）半乳糖醛酸（galacturonic acid, GalA）含量在50%～60%，随冷冻时间延长发生明显解聚，以伦晚最为明显，冷冻168 h后GalA相对含量下降12.78%;2)CSP含量显著（P<0.05）升高，GalA占比为60%～70%，为长链结构HG型，冷冻后CSP的HG解聚同样明显；3)NSP的GalA占18%～25%，阿拉伯糖（arabinose, Ara）为主要分支侧链单糖，占比25%～40%，说明NSP为短链结构，冷冻仅造成侧链1.74%～2.88%的微量损失。结构表征显示α-和β-构型共存，冷冻导致果胶甲酯化度（degree of methyl esterification, DME）降低、纳米粒度增大、WSP分子量下降。综上所述，冷冻会导致柑橘3类果胶含量、单糖组分和结构明显变化。本研究揭示了冷冻引起果胶结构改变的机制，为解析柑橘果实冷冻稳定性机制提供了一定的理论依据。

关键词： 气相二氧化硅   分散剂   水性   自由基聚合  

摘要： 为了提高气相二氧化硅在水性体系分散的性能，以N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯（DMAEMA）为单体，采用自由基聚合合成VP-DM聚合物分散剂，并将其用于水性气相二氧化硅分散体的制备。通过粒径、zeta 电位、流变等测试表征分散体的性能，研究聚合物的单体比例、重均分子量（Mw）对分散体的影响规律。结果表明，当n（NVP）：n（DMAEMA）=3:2，重均分子量=9000～10000g/mol时，VP-DM聚合物对气相二氧化硅的分散性能表现最佳。

关键词： 累积叠轧(ARB)   层状复合材料   力学性能   界面结合  

摘要： Al/Cu层状复合材料具有优异的强度、抗疲劳性和导电性。本研究通过累积叠轧（ARB）技术制造了6061Al/Cu层状复合材料。使用扫描电子显微镜、电子背散射衍射和透射电子显微镜对微观结构演变进行了系统表征。经过七个ARB循环后，拉伸强度增加到416MPa。同时，伸长率大幅下降至6.7%。强度的提高主要归因于加工硬化效应和晶粒细化强化机制。值得注意的是，在复合材料界面上没有检测到脆性金属间化合物（IMCs），而且随着ARB 循环次数的增加，界面结合质量也逐步提高。组成材料之间的最小硬度差促进了跨异质层的均匀塑性变形，从而促进了有效的层间结合。然而，铝层和铜层不同的加工硬化特性导致的应变局部化在七个循环后产生了明显的剪切带，对复合材料的塑性产生了不利影响。本研究讨论了6061Al/Cu层状复合材料的显微组织与性能间的联系，为制备高强度Al/Cu层状复合材料提供新的思路。

关键词： TiC/Ni复合材料   摩擦学行为   Ni@CeO   磨损   氧化  

摘要： 采用无压反应烧结法制备了不同Ni@CeO2含量的原位TiC/Ni复合材料，研究了Ni@CeO2对复合材料摩擦学行为的影响。随着Ni@CeO2质量分数从0%增加到0.6%，Ce溶解到TiC颗粒中，导致硬度从632 HV增加至701 HV。引入1%的Ni@CeO2会降低结构的完整性，导致硬度降低至646 HV。TiC/Ni 复合材料的磨损机理包括分层磨损、氧化磨损、粘着磨损和磨粒磨损。当Ni@CeO2的质量分数从0%增加到0.6%时，由于硬度和抗氧化性提高，磨损机制变为分层磨损、氧化磨损和黏着磨损。在含0.6% Ni@CeO2的复合材料上形成了连续致密的摩擦层，分层磨损和氧化磨损减弱，从而降低了摩擦系数和磨损率。Ni@CeO2的添加对复合材料的硬度和抗氧化性有明显的影响，这对摩擦过程中复合材料摩擦层的形成至关重要。因此，通过添加适量的Ni@CeO2可以有效提高TiC/Ni复合材料的摩擦学性能。

关键词： 硅灰石   介孔SiO   多氨基硅烷改性剂   CO   吸附   功能材料  

摘要： 天然硅灰石经酸化、煅烧和造孔等工艺制备了介孔二氧化硅(SiO2)材料，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）和二乙烯三胺（DETA）通过开环加成反应，合成了一种多氨基硅烷改性剂（AS），介孔SiO2材料通过表面接枝AS，制得了氨基功能化介孔SiO2复合吸附剂(AS/SiO2)。采用XRD、FTIR、BET、XPS、SEM对AS/SiO2的结构组成、微观形貌、织构性质进行了表征，通过CO2静态吸附、动态穿透和吸附循环实验，考察了不同AS用量(即AS理论质量占介孔SiO2材料质量的百分数，下同)对AS/SiO2的CO2吸附性能的影响，并推测了其吸附机理。结果表明，AS以化学键的形式键合在介孔SiO2材料的表面。与介孔SiO2材料相比，AS/SiO2兼具物理和化学吸附作用，大幅提高了对CO2的吸附容量和穿透时间。AS用量为10%制备的10%-AS/SiO2的比表面积为137.23 m2/g，平均孔径为4.24 nm。在25 ℃和100 kPa（绝对压力）的初始条件下，10%-AS/SiO2对CO2平衡吸附容量为123.4 mg/g，且循环使用9次（持续1200 h）的CO2平衡吸附量没有明显下降。