关键词： 复合材料   CFRP环带   数值模拟   参数分析   全桥模型  

摘要： [目的]针对碳纤维复合增强材料(CFRP)在桥梁吊索应用中锚固性能差的问题进行研究.[方法]提出了一种铰销式CFRP环带吊索,进行铰销式CFRP环带的静力拉伸试验,建立ANSYS有限元模型并进行了参数分析,以五峰山大桥为例,建立全桥模型,模拟CFRP环带吊索的全桥替换.[结果]试验结果表明:环带在直线相交处发生脆性断裂,平均断裂应力为直线条带的80%;随着水滴形构件楔角的增加,环带平均断裂应力逐渐增大,且增幅逐渐减小;数值模拟结果与试验结果一致,随着环带层数、水滴形构件楔角、摩擦系数的改变,环带各层不同位置的应力均出现不同程度的变化,其中曲线段及其相邻直线段的应力应变分布情况受参数变化的影响更大,对环带的承载力有较大影响;全桥替换前后的桥梁的静动力特性变化较小.[结论]本文提出的铰销式CFRP环带吊索表现出良好的力学性能,在全桥应用中展现了可行性,并有效解决了传统CFRP索锚固性能差的问题.

关键词： 碳/碳复合材料   SiO_(2)   Al_(2)O_(3)   ZrO_(2)   隔热材料  

摘要： 碳/碳复合材料(C/CCs)由于其质量轻、导热系数低、耐高温等优点,被认为是隔热应用中最有前途的材料之一。采用树脂浸渍的方式,将二氧化锆、纳米二氧化硅以及氧化铝作为功能性材料引入碳纤维毡/酚醛树脂复合材料中,制得具备优良隔热性能的二氧化硅/氧化铝/二氧化锆@碳/碳复合材料(SiO_(2)/Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)@C/CCs),该材料在500℃条件下的热导率仅为0.135 W/(m·K)。探讨不同组分比例对隔热性能的影响,并对含不同金属氧化物的碳/碳复合材料表面形貌、力学性能和隔热性能进行对比分析。结果表明:较未加纳米无机材料的碳/碳复合材料,无机材料改性的复合材料隔热性能明显提升,热稳定性得到提高。当SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、ZrO_(2)3种无机材料协同作用时,提升效果最为明显,更利于复合材料在高温环境中的使用。

关键词： TRECC   断裂过程分析   断裂韧度   边界效应模型  

摘要： 结合工程用水泥基复合材料(ECC)和织物纤维增强砂浆(TRM)两种材料优点的纤维编织网增强高韧性水泥基复合材料(TRECC)在建筑结构中的应用前景十分广阔。目前在对TRECC力学性能的研究中,关于TRECC的断裂性能的相关研究较少,且TRECC的非连续性和离散型较大,基于连续性、均匀性假设的传统的力学模型得到的断裂参数具有明显的尺寸效应。鉴于此,利用了四点弯曲试验分析了不同缝高比TRECC板的断裂性能,明确了其断裂机理。随后,引入微观特征参数C_(ch)和离散系数β分别反映材料的非均匀性与非连续性。进而,基于边界效应模型,建立了TRECC真实抗拉强度ft和真实断裂韧度K_(IC)的预测模型。根据板的破坏特征,确定了C_(ch)的取值;并结合试验中测得的极限荷载,确定了不同试件的真实断裂参数。通过对比TRECC的真实断裂韧度K_(IC)和失稳断裂韧度K_(IC)^(un),发现传统断裂力学模型分析得到的TRECC断裂韧度较真实值偏低。

关键词： 可逆交联弹性体   碳纤维增强聚合物复合材料   抗撕裂材料   可回收聚合物  

摘要： 兼具高柔性、优异抗撕裂性能的可回收碳纤维增强聚合物复合材料(CFRPs)的制备需依赖于具有高能量耗散能力的弹性体黏合剂的设计.满足这一需求的弹性体应集成高黏附性、低弹性模量、高力学强度、高韧性和高抗撕裂能力.然而,制备这种弹性体面临巨大挑战,因为这些性能之间通常是相互排斥的.最近,孙俊奇等设计了“多层级超分子作用力”,并以其聚集形成的微相结构交联高柔性的聚四氢呋喃链段,成功制备了的断裂强度达83 MPa,韧性达619 MJ·m^(−3),断裂能达357 kJ·m^(−2),但模量仅为5.6 MPa的弹性体黏合剂.将该弹性体黏合剂和碳纤维布复合制备的碳纤维/弹性体复合材料具有高达767 MPa的断裂强度和创纪录的断裂能(2012 kJ·m^(−2)).该复合材料还具备修复缺陷和解离回收碳纤维布和弹性体的性能.

关键词： 腐殖土   二氧化硅   硅胶   干法   湿法   水玻璃  

摘要： 为实现垃圾填埋场腐殖土的资源化利用,以深圳某生活垃圾填埋场的腐殖土为原料替代石英砂,采用干法-湿法相结合的生产工艺制备高模数优质工业水玻璃。结果表明:该腐殖土是制备水玻璃的理想硅源,酸浸后硅胶中SiO_(2)含量可达72.81%。在碳酸钠与腐殖土的质量比例为1∶1、煅烧温度为850℃、煅烧时间为120 min、液固比为8、NaOH浓度为2%、水热温度为160℃、水热时间为4 h的条件下,可以制得模数3.03的高模数水玻璃,达到GB/T 4209—2022工业硅酸钠中工业液体水玻璃L280-41所规定的优等品标准。

关键词： 羟基磷灰石   色谱柱   复合材料   蛋白质   吸附/分离  

摘要： 蛋白吸附/分离技术在生物制药、食品工业等领域具有重要意义,羟基磷灰石(HAP)及其衍生复合材料因其优异的吸附特性和生物相容性成为备受关注的新型蛋白吸附/分离材料。通过文献分析法,回顾了蛋白质在HAP中的吸附/解吸机理,介绍了HAP化学特性、蛋白纯化方案、色谱柱的制备,总结了近十几年HAP及其衍生复合材料在蛋白吸附方面的研究,发现HAP复合材料比表面积更大、功能性更丰富、重复使用性更好,在蛋白吸附/分离领域具有巨大的潜力和前景。旨在为该领域研究人员提供系统、准确的参考,并刺激该研究领域新材料及应用的发展。

关键词： 电卡制冷技术   复合材料   柔性制冷器件   热力学循环   零碳制冷与热泵  

摘要： 电卡制冷技术是一种基于电场调控的固态制冷技术,该技术利用电卡材料在电场作用下产生的温度变化来实现制冷效果。该技术因无直接碳排放、高效率等优点,在全球变暖和碳减排目标的背景下,受到广泛关注。自2006年巨电卡效应发现以来,电卡制冷技术经历了快速发展,尤其是在电卡材料和器件的改进方面取得了显著进展。从电卡制冷器件研究、电卡聚合物纳米复合材料和电卡材料高熵优化方面展开分析与讨论。介绍了电卡效应的基本原理和当前主动回热式电卡制冷器件的研究进展,总结了电卡聚合物纳米复合材料的研究进展以及高熵优化策略和界面极化增强策略,展望了电卡制冷技术在工质和系统领域的未来研究方向。

关键词： 钼基复合材料   增强体   强化机制  

摘要： 钼基复合材料综合了钼基体的优异韧性和增强体的高强度特性,具有高温强韧性、良好的耐烧蚀性及抗冲击性等优点,作为热端部件材料应用于汽车、飞机、航空航天和高性能军事装备等领域。其研究热点主要集中在增强体选择、强韧化机制及性质调控方面。基于此,本文总结了钼基体中引入的增强体种类,并综述了其强化机制,以期为钼基复合材料的设计和制备提供一定的思路。

关键词： 硅橡胶   耐烧蚀填料   隔热   线烧蚀率   衬底温度   陶瓷化-炭化耦合作用  

摘要： 以热硫化硅橡胶为基体,聚芳基乙炔、短切碳纤维、二氧化锆和碳纤维布为耐烧蚀填料,制备了耐烧蚀隔热硅橡胶复合材料,探究了耐烧蚀填料对复合材料的线烧蚀率和衬底温度的影响。结果表明,随着耐烧蚀填料的依次加入,复合材料的线烧蚀率下降、衬底温度降低,当聚芳基乙炔、短切碳纤维、二氧化锆和碳纤维布加入量均为10份(质量)时,所得复合材料的耐烧蚀隔热性能最佳,其线烧蚀率为0.043 mm/s,衬底温度为70℃。这主要是因为耐烧蚀填料和硅橡胶基体间发生了陶瓷化-炭化耦合反应,生成的陶瓷化物覆盖于碳纤维布表面形成致密的烧蚀层。

关键词： 复合材料   低频振动   钻削   阶梯钻  

摘要： 合适的刀具几何形状对于提升CFRP/TC4叠层结构低频振动加工孔质量尤为关键,本文研究并分析了双刃麻花钻、三刃麻花钻、二级阶梯钻和平底钻四类刀具在低频振动钻孔中对CFRP/TC4叠层结构制孔过程和孔加工质量的影响。相关实验结果表明:在切削过程中,阶梯钻展现出的切屑形态具有显著的两段式特征,即切屑宽度从细到粗变化,形状则由扇形过渡到锥形,且阶梯钻产生的切屑相对较小,有利于排屑时带走热量;麻花钻所形成的切屑展现出扇形单元状的规则形态,其边缘保持完整,该切屑特性不仅使排出过程更为顺畅,还能有效即时带走加工过程中产生的热量,从而减少切屑在排出时对孔壁造成二次损伤的风险;使用麻花钻和阶梯钻时的最高加工温度分别为117℃和105℃,阶梯钻结构设计显著降低了加工时的切削阻力和摩擦,有助于降低钻削温度;由于阶梯钻采用钻—扩—铰一体化设计,使用阶梯钻加工钛合金材料孔时在入口和出口直径上表现出更高的一致性,孔径误差相对较小,更接近刀具的名义直径。