关键词： 单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料   Nakajima试验   成型极限曲线   试样改型   失效模式  

摘要： 本研究探讨了单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型极限,旨在为玻璃纤维增强树脂基复合材料层板的工艺设计和失效行为预测提供参考。首先,采用连续玻璃纤维增强聚酰胺6单向带,按照[0/90]4的铺层方式,通过热模压制备厚度为1.80 mm的GFRP层板;其次,基于Nakajima成型极限试验,对比了钟形试样与改型缺口试样的失效形式;最后,确定了适用于GFRP层板成型极限研究的试样,并通过构建成型极限曲线表征了其成型性能。试验结果表明:随着试样宽度的增加,受力状态和变形模式由单轴拉伸向双轴拉伸转变;试样表现出三种典型的失效模式,包括纤维拉伸断裂、纤维拔出断裂以及弯曲剪切耦合断裂;试样呈现脆性断裂特征,且在断裂前未出现颈缩现象,需通过散点分布构建成型极限曲线;与传统钟形试样相比,缺口试样更适用于纤维增强复合材料的成型极限试验研究。

关键词： 介孔二氧化硅织构特征   铜基催化剂   草酸二甲酯加氢反应  

摘要： 草酸二甲酯加氢属于工业制乙醇的重要步骤,以介孔二氧化硅为载体的铜基催化剂能够提高该反应过程的效率。但介孔二氧化硅的织构特征可影响催化剂的性能,为了筛选出性能最佳的催化剂,研究过程改变树状介孔二氧化硅和二硫化二丁基黄原两种重要原料的添加量,制备出三种不同织构特性的介孔二氧化硅铜基催化剂,分别为U-Cu/FMS-1、U-Cu/FMS-2、U-Cu/FMS-3。利用三种催化剂开展草酸二甲酯加氢催化实验,对比载体上Cu离子的分散性、催化剂活性和催化剂稳定性,结果显示,U-Cu/FMS-2型催化剂性能最佳。根据研究内容得出以下结论:当介孔二氧化硅的织构特性为平均孔径小、比表面积大时,有利于提高铜基催化剂对草酸二甲酯加氢反应的催化性能。

关键词： 碳酸钙   ASWR   复合材料   陶瓷材料   石膏板  

摘要： 人造岗石废渣是生产人造石过程中的切割料,其中含有92%的碳酸钙和8%的不饱和聚酯,堆存过程中易产生空气污染和土壤污染。它对人体健康和周边环境产生危害,因而迫切需要对其综合回收利用。鉴于人造岗石废渣也是一种丰富的含钙资源,介绍了最新的综合利用技术,如制备多孔结构粉体、高分子复合材料、石膏板和陶瓷材料等。探讨了新技术的优缺点,并提出了人造岗石废渣综合利用的一些建议。

关键词： 年复合增长率   碳纤维复合材料   航空航天   轻量化材料   市场分析报告   预浸料   商业咨询公司   拉挤型材  

摘要： 2025年2月28日,美国知名市场研究和商业咨询公司Allied Market Research(AMR)发布了航空航天用碳纤维复合材料中间材料(包括预浸料、颗粒、模塑、织物、拉挤型材和其他)等市场分析报告。根据报告显示:2023年全球航空航天领域的碳纤维复合材料中间材料市场规模为146亿美元,预计到2033年将达到500亿美元,从2024年到2033年将以13.3%的年复合增长率增长;包括航空航天领域对轻量化材料的迫切需求等因素,正推动碳纤维复合材料中间材料市场迎来爆发式增长。民用航空和军用飞机产量的提升进一步强化了该趋势。

关键词： 相变   复合材料   可再生能源   焓   热传导   熔盐储热  

摘要： 熔盐储热技术广泛应用于太阳能光热发电、电力调峰、可再生能源消纳等领域,其关键是熔盐。基于相图热力学计算设计NaCl-KCl-ZnCl_(2)、NaCl-KCl-CaCl_(2)熔盐,所设计NaCl-KCl-ZnCl_(2)熔盐熔点比目前商用Solar Salt盐的熔点低了36.6℃,NaCl-KCl-CaCl_(2)熔盐最高工作温度达747.5℃,超过下一代光热发电所需熔盐最低工作温度。结合红外成像技术与数字图像处理技术分析丝瓜络碳材料(CLSF)对NaCl-KCl-CaCl_(2)熔盐瞬态热响应性能的影响。与三元熔盐相比,NaCl-KCl-CaCl_(2)/CLSF复合熔盐熔化焓最大降幅为27.09%,热导率最大增幅为60.03%,相同温度范围内加热时间和冷却时间分别最大减少了62.50%和39.13%。CLSF在复合熔盐内部形成了高效导热通道,显著提升复合熔盐储热性能,未影响三元熔盐的相变行为和热稳定性。可见,NaCl-KCl-CaCl_(2)/CLSF复合熔盐具有良好导热性能、热稳定性和储热性能,具有广阔的应用前景。

关键词： 超声速   复合材料壁板   气动加热   颤振   铺层方式  

摘要： 考虑气动加热引起壁板内的热应力以及高温对材料力学性能的改变,采用一阶活塞理论计算气动力,基于Hamilton方程和虚功原理,在定常温度场推导建立了复合材料薄壁结构的热颤振有限元模型。研究热环境下不同几何形状的复合材料壁板以及复合材料铺层方式对热颤振的影响及相关机理。研究结果表明,三角形壁板的热颤振速度和频率最高,梯形壁板次之,矩形壁板的热颤振速度和频率最低;随着温度上升,3种壁板的热颤振速度和频率均呈下降趋势;三角形壁板出现热颤振模态失稳,导致热颤振曲线出现“跳跃”现象;对称正交铺层和添加非均衡角度铺层方式的热颤振速度高于非对称铺层方式;与仅改变结构的刚度相比,通过改变热颤振的耦合模态的铺层方式,可以显著增加热颤振安全裕度。

关键词： 蔗渣   蔗渣纤维   非木材原料   生物乙醇   复合材料   蔗渣生物炭  

摘要： 蔗渣是制糖工业的废弃物,其化学组成主要为纤维素、半纤维素、木质素、粗灰分、粗蛋白质等,具有很高的生物质资源价值,已在造纸、化工原料、农牧业、生态治理等诸多方面得到一定的应用。甘蔗渣纤维素含量高,且纤维长度中等,是优质的非木材造纸原料。在化工方面,可利用蔗渣制备生物乙醇、气凝胶等产品。在农牧业领域,经过处理的蔗渣可应用于反刍动物的粗饲料和发酵饲料。用于复合材料,蔗渣纤维既能起到隔热、降噪效果,又能增强复合材料的物理力学性能,已在水泥混凝土、道路沥青中得到应用。蔗渣用作吸附材料,可充分利用其多微孔结构和高比表面积特性,吸附污水中的重金属离子,且制备的蔗渣生物炭可用于吸附、回收贵金属。利用蔗渣生物炭制备电极材料具有显著的技术优势,可获取高功率密度、长循环寿命、快速充放电速率的电极材料。

关键词： 高温   碳纤维布   约束混凝土料   应变率   力学性能   增长因子   复合材料  

摘要： 为探究高温及应变率作用对碳纤维布约束混凝土力学性能影响规律,利用马弗炉、伺服压力机及霍普金森压杆(SHPB)对不同温度(25℃、200℃、400℃、600℃)作用后三种碳纤维布约束混凝土(素混凝土、高温下碳纤维布约束混凝土、纤维布约束高温混凝土)开展静、动态单轴压缩试验,分析高温、应变率及约束方式对试件峰值应力、动态增强因子(DIF)、韧性及破碎耗能密度影响规律。结果表明:静载作用下200℃、400℃、600℃作用后素混凝土峰值应力降幅为7.25%、19.05%、34.20%,0.5 MPa冲击气压作用下200℃、400℃、600℃作用后素混凝土峰值应力降幅为5.57%、14.66%、29.05%,三种混凝土试件峰值应力均随温度的升高而降低,且碳纤维布高温混凝土峰值应力>高温下碳纤维布混凝土应力>素混凝土应力。素混凝土、碳纤维布约束高温混凝土试件应变率增长因子始终高于温度增长因子,应变率对试件抗压强度影响高于温度影响;高温下碳纤维布混凝土试件温度增长因子始终高于应变率增长因子,高温作用对试件抗压强度影响度高于应变率影响。温度的升高使得三种混凝土试件韧性均降低,0.3 MPa冲击气压下,25℃时碳纤维布高温混凝土韧性是高温下碳纤维布混凝土、素混凝土韧性的1.02,2.62倍,600℃时为1.17,3.00倍,碳纤维布高温混凝土韧性>高温下碳纤维布混凝土韧性>素混凝土韧性,碳纤维布的约束效果极大增强了试件韧性。随着温度的升高,三种混凝土试件破碎耗能密度均不断降低,碳纤维布约束作用能够极大增强混凝土耗能效果,在高温作用后利用碳纤维布对混凝土进行维修加固,其吸能效果增幅更加显著。

关键词： 聚合物电介质   复合材料   金属有机框架   电容储能  

摘要： 聚合物基电介质中有机相与无机相间的界面层的理化性质显著影响其储能特性,然而现有研究中多利用有机或无机组分的界面层来提高有机相与无机相间的相容性。该文在高介电常数铌酸钙(CNO)纳米片表面成功地包覆了一层多孔结晶的金属有机框架层(MOF),聚合物基体中的分子链可在MOF的多孔结构中三维穿插与化学键合,形成的界面层可缓和填料与基体间电性能的不匹配,抑制无机填料和有机基体直接接触导致的载流子聚集,有效地降低复合电介质薄膜在高温下工作时的电导损耗,提高150℃工作时的击穿场强和能量存储能力。尤其是填充质量分数为0.2%的PEI/CNO@MOF复合电介质在150℃工作时的放电能量密度可达3.5J/cm^(3),同时充电-放电效率大于90%,具有潜在的实际应用价值。该文不仅提供了一种简便有效的高温界面设计策略,同时也为设计高储能特性聚合物电介质提供了技术范本。

关键词： 热塑性预浸料   制备工艺   悬浮热熔法   成型工艺   自动铺放  

摘要： 热塑性复合材料具备耐疲劳性能优异、成型周期短、可二次加工、可焊接、无储存条件限制等优势,为更好地实现热塑性复合材料的工程化制备,满足航空航天、轨道交通等领域的应用需求,研究热塑性预浸料的制备以及成型方式具有重要意义。本文对连续纤维增强热塑性预浸料的制备工艺方法进行了详细介绍,包括溶液浸渍法、熔融浸渍法、薄膜层叠法、粉末浸渍法、悬浮热熔法和纤维混编法等工艺,同时对热塑性复合材料成型工艺方法进行了重点论述,包括模压成型、缠绕成型、自动铺放成型、原位固结成型、3D打印成型等方法,针对每种预浸料制备与成型工艺特点梳理了工程化应用的可行性,最后对热塑性复合材料的未来趋势进行了展望,并给出了发展建议。