关键词： 双马来酰亚胺   附着力   胶粘剂   树脂基复合材料   共固化  

摘要： 提出了一种基于界面微观化学与多种界面力学表征相结合的方法来研究共固化胶接复合材料界面。以聚砜增韧的双马树脂结构胶粘剂/复合材料共固化胶接界面为研究对象,通过显微红外、显微XPS等分析手段发现,胶粘剂增韧剂含量的增加会促进各组分向共固化界面流动,同时抑制界面处双马来酰亚胺与二烯丙基双酚A的化学反应。当聚砜含量为10%时,界面上各组分呈梯度增加;聚砜含量达到20%时,增韧剂在界面上的流动促进和抑制界面化学反应最大化,使拉伸剪切强度达到最大值。对固化过程中增韧剂对界面产生的规律进行力学追踪,对双马树脂胶粘剂搭接单丝碳纤维、单簇预浸料和铝合金进行拉伸测试,结果显示,在熔融阶段双马树脂胶粘剂体系拉伸强度就得到了显著提升,说明聚砜在熔融阶段下对固化反应开始产生了影响。这一发现有望在相关工程和材料领域中应用,提高界面流体的流动性并控制界面反应的发生。

关键词： 聚酰亚胺气凝胶   芳纶纤维   阻燃性能   隔热性能   复合材料  

摘要： 聚酰亚胺(PI)是一类主链含酰亚胺基团的大分子聚合物,具有高力学性能、低导热性和良好的加工性能,被广泛用作微电子、个人热管理和航空航天等领域的隔热材料。为拓展PI气凝胶材料在热防护服领域的应用,选用3,3,4,4-联苯四甲酸二酐和4,4-二氨基二苯醚为单体合成了聚酰胺酸,再用三乙胺和丙酮进行后处理得到聚酰胺酸盐(PAAs),并以芳纶毡为增强纤维,采用冷冻干燥与热亚胺化相结合的方法制备了不同PAAs固含量的PI气凝胶/芳纶复合材料。通过调控PAAs的固含量,研究了其对复合材料形貌、分子结构、阻燃性能、隔热性能及热稳定性的影响。结果表明,随着PAAs固含量的增加,复合材料内部形成了更为致密的三维网络结构,有效锁定了纤维间的空气层,从而显著提升了隔热性能。其中,PAAs固含量为2.0 g的PI气凝胶/芳纶复合材料在氮气气氛下800℃时的残炭率达到44.8%,极限氧指数为31.6%,垂直燃烧测试中炭化长度仅为1.0 cm,展现出良好的阻燃特性;同时,该样品可有效隔绝232.6℃的高温,总热释放量低至8.5 kJ/g,表明其具有出色的热防护性能。

关键词： 复合材料铺层优化   形状优化   二级多点近似算法   遗传算法(GA)  

摘要： 提出了一种层合复合材料铺层顺序与结构形状参数综合优化的方法。首先,采用形状基向量定义形状变量,建立了包含层合板铺层顺序变量和形状变量的综合优化模型,形成包含连续变量和离散变量的优化问题。其次,改进了二级多点近似遗传算法,在一级近似问题中加入了形状变量及其灵敏度,将形状变量融入外层的遗传算法中,通过改进混合编码、初始种群、个体适应度以及各类算子,实现了形状变量与铺层顺序变量的同时寻优,并开发了相应的优化系统。将优化系统应用于二维平板模型和三维圆筒模型优化算例,结果验证了该方法的可行性和有效性,综合优化的减重效果均优于单一的铺层顺序优化结果。该系统进一步应用于简化卫星结构,表明了该方法在工程应用中的可行性。

关键词： 纤维复合材料   既有建筑   改造   应用  

摘要： 在城市更新的大背景下,对既有建筑进行改造的过程中,我们注重在保留其独特的历史与文化价值的同时,赋予其现代化的新活力。这一做法不仅与城市可持续发展的战略方向高度一致,更是顺应了城市不断进化、追求创新与复兴的必然趋势。纤维复合材料因其强度高、质量轻等独特的性能,在既有建筑改造加固与修复领域中展现出特殊优势。文章介绍了既有建筑研究现状以及复合纤维复合材料的特性,研究了纤维复合材料分别在既有住宅、公共、工业及乡村建筑改造中的应用案例,为纤维复合材料的进一步发展和既有建筑改造策略的优化提供理论与实践参考。

关键词： 道路工程   废机油   二氧化硅   再生沥青   流变性能   二次老化   组成成分  

摘要： 针对现有废机油(WEO)再生沥青易发生二次老化作用的问题,研究利用抗老化性能优异的纳米二氧化硅SiO_(2)与WEO复合制备再生沥青,以提高WEO再生沥青的抗二次老化性能。基于三大指标、动态剪切流变、弯曲梁流变和组分组成试验探究了不同WEO和SiO_(2)掺量下再生沥青性能恢复效果和抗二次老化性能,并分析了WEO/SiO_(2)复合再生沥青的组成成分变化。结果表明:SiO_(2)的掺入会使WEO再生沥青的针入度、延度和蠕变速率m值减小,而软化点、车辙因子G^(*)/sinδ和劲度模量S值增大,即高温性能得到改善,但低温抗裂性能降低。PAV老化后,WEO/SiO_(2)复合再生沥青的S值增大82.27%,m值减小49.21%,变化幅度远小于70#基质沥青和WEO再生沥青,其抗二次老化性能得到有效改善。组分分析试验结果表明添加WEO/SiO_(2)可有效调和老化沥青组成成分浓度,使其饱和分和芳香分含量增大,而沥青质和胶质含量减少,但浓度变化较WEO小。WEO/SiO_(2)复合再生剂可有效恢复老化沥青的高、低性能,提高WEO再生沥青的抗二次老化性能,WEO/SiO_(2)复合再生沥青中WEO最佳掺量由WEO再生沥青的12%增大至14%,SiO_(2)最佳掺量为2%。

关键词： 再生混凝土   再生骨料   纳米SiO_(2)   钢纤维   破坏形态   力学性能   弯曲韧性  

摘要： 为提高再生混凝土的力学性能,通过掺入纳米SiO_(2)与钢纤维对其进行改性。以再生骨料取代率、纳米SiO_(2)及钢纤维掺量为控制参数,利用力学性能试验,分析了不同参数对再生混凝土破坏形态、力学性能、弯曲韧性的影响。结果表明,掺入钢纤维有利于改善再生混凝土力学性能,尤其能明显提高混凝土的劈裂抗拉强度及抗折强度。掺入纳米SiO_(2)可使再生混凝土力学性能均有所提高,同时可改善钢纤维再生混凝土延性。与单一掺入钢纤维或纳米SiO_(2)相比,复合掺入纳米SiO_(2)与钢纤维对再生混凝土各项力学性能的提升效果更显著,最佳的纳米SiO_(2)与钢纤维掺量分别为1%、1.5%。掺入纳米SiO_(2)可提高钢纤维再生混凝土的弯曲韧性,复合掺入纳米SiO_(2)与钢纤维对混凝土弯曲韧性的提升效果要优于单独掺入纳米SiO_(2)或钢纤维。建议采用JG/T 472—2015《钢纤维混凝土》标准评价纳米SiO_(2)与钢纤维增强再生混凝土的弯曲韧性。

关键词： SiC_(p)增强铝基复合材料   微弧氧化   封孔处理   耐蚀性  

摘要： 对SiC_(p)增强铝基复合材料进行微弧氧化和封孔处理,对膜层的厚度、粗糙度、表面微观形貌、相组成和耐盐雾腐蚀性能进行检测分析,研究了电参数和封闭处理对微弧氧化膜层微观形貌和耐蚀性的影响。结果表明:微弧氧化膜层主要由α-Al_(2)O_(3)和γ-Al_(2)O_(3)相组成,当膜层厚度为30~40μm时,粗糙度可以控制在2.12μm以下。粗糙度最佳的电参数为频率1000 Hz、占空比30%、电流密度1 A/dm^(2)。封孔处理可以大幅提高SiC_(p)增强铝基复合材料微弧氧化膜层的耐蚀性。

关键词： 相变材料   纤维增强聚合物   相变储能   热性能   力学性能  

摘要： 制备由水泥-聚乙二醇相变材料(PCM)和玻璃纤维增强聚合物(GF)组成的复合材料PCM-GF,研究其热性能和力学性能。差示扫描量热测试及热导率测试结果表明,当GF质量从0 g提高至800 g时,PCM-GF的比熔化焓和比结晶焓分别从178.85、179.61J/g降低至52.87、53.11J/g,其热导率从0.13W/(m·K)提高至1.85 W/(m·K),说明PCM-GF的相变比焓与复合材料中GF的质量占比呈线性反比,GF的加入提高了PCM-GF复合材料增强层压板的热导率。GF的加入提高了PCM-GF复合材料的力学性能。制备的PCM-GF复合材料可作为一种节能、室内温度调节的屋面建筑材料。

关键词： 炭黑/聚二甲基硅氧烷复合材料   Pickering乳液   高分散   力学性能   可穿戴柔性传感器  

摘要： 聚合物基体和填料组成复合材料的导电性在柔性传感器领域起着至关重要的作用。然而，开发具有高分散填料的导电复合材料仍然是一个挑战。本文以Pickering乳液为模板，利用固体颗粒在油水界面的良好分散性成功制备了性能优异的炭黑/聚二甲基硅氧烷（CB/PDMS）复合材料，并对其在柔性传感器领域的应用进行了探索。基于CB良好的导电性和PDMS的柔韧性，得到的CB/PDMS复合材料具有优异的导电性和高灵敏度，GF值高达23.12，可用于检测手指、手腕以及肘部弯曲等运动。而且，复合材料可以抵抗高达150万次的拉伸释放循环，在柔性机械臂、数据手套和血压测量等领域具有潜在的应用前景。

关键词： 感应加热   温度场   编织结构   复合材料   电磁热耦合  

摘要： 超高温环境下复合材料力学性能测试是制约新材料研制、热强度评估和工程应用的关键技术瓶颈,超高频感应加热技术在复合材料超高温力学性能测试中应用前景广阔。为了评估感应式热环境试验模拟效果、获取试验件的热响应规律,本文以C/SiC复合材料拉伸试验件为研究对象,采用细观建模方法,建立了包含碳纤维编织结构的有限元感应加热分析模型,对感应加热过程中试验件的磁感应强度、感应电流、发热量和温度场分布情况进行研究,阐明了试验件在感应加热过程中的升温机理及变化规律;并通过与试验过程中试件表面温度分布情况进行对比,验证了模拟结果合理性。