关键词： 碳纤维复合材料   激光辐照   温度场   有限元   表征方程  

摘要： 基于碳纤维复合材料激光辐照理论,应用有限元方法,开展了碳纤维复合材料激光辐照温度场仿真分析。首先,研究了碳纤维复合材料激光辐照温度场分布规律,建立了不同位置线上的温度场表征方程,定量分析了辐照表面温度变化规律,并通过文献数据验证了有限元模型的有效性。然后,基于该模型,探究了复合材料板材不同铺层方向、不同光斑直径和不同激光功率下的温度场变化规律。结果表明:在不同铺层方向下,热影响区为椭圆形,[0]_(16)和[0/90]_(4S)板材的长轴方向为碳纤维0°铺层方向,而[45/90/-45/0]_(2S)板材的长轴方向为碳纤维45°铺层方向,且三者最高温度均约为1830℃;当光斑直径分别为6 mm、10 mm和14 mm时,热影响区面积逐步增大,而中心最高温度逐步降低,整个过程中最高温度分别为3347℃、2401℃和1838℃;在200 W、400 W和600 W激光功率下,板材中心温度随激光功率增大而增大,中心点最高温度分别为1750℃、2401℃和2789℃。

关键词： 新型工业化   未来产业   新能源材料   中国式现代化   产业格局   驱动力   双重目标   社会效益  

摘要： 把新能源材料产业贯穿新型工业化全过程,将为中国式现代化构筑强大的未来产业基础。新型工业化五个方面的内涵驱动力。新型工业化的内涵是以科技创新为核心驱动力,追求经济效益与社会效益的双重目标,遵循绿色、低碳、循环的发展原则。

关键词： 高熵复合材料   微观结构   力学性能   耐磨性  

摘要： 自2004年以来,高熵合金因其独特的成分设计理论、微观结构以及优异的力学性能、高温稳定性、耐磨性和抗辐照性能等引起越来越多学者的关注,有望应用于核电站、航空航天等重要领域及重大装备。而在高熵合金中加入适量的增强相,或者将高熵合金作为增强相添加到金属基体中制备的高熵复合材料可以进一步提高材料的性能。与传统复合材料相比,高熵复合材料不仅克服了界面稳定性差的问题,还显示出优异的强塑性结合,因此近年来高熵复合材料逐渐成为复合材料领域研究的热点。基于此,本文简要介绍了近年来高熵复合材料的研究进展,分别从高熵复合材料的制备方法、微观结构、力学性能和耐磨性等方面进行了讨论,最后总结了高熵复合材料目前存在的一些问题,并对其未来的发展进行了展望。

关键词： 钛基复合材料   塑性变形   声发射   谱聚类   智能缺陷检测  

摘要： 目的钛基复合材料塑性差,断裂机制复杂,研发准确的缺陷在线检测技术对控制其服役过程的破坏风险和成形过程的零件质量具有重要意义。方法提出了基于声发射的TiB/TC4复合材料塑性变形缺陷检测方法,首先进行3种不同应力状态TiB/TC4复合材料试样的单轴拉伸试验,以采集声发射信号,通过断口形貌分析其断裂机制,并使用谱聚类方法对声发射信号进行聚类分析,探寻声发射信号与断裂机制之间的关系。结果通过谱聚类可将TiB/TC4复合材料塑性变形过程中的声发射信号分为低频连续和高频突发2类,其质心频率以600~650 kHz为分界。根据断口形貌分析将其分别对应为TC4基体晶粒内位错运动与晶界处增强相TiB颗粒断裂。TiB颗粒断裂的声发射信号占比随着应力三轴度的增大而提高。TC4基体晶粒内位错运动的声发射信号为低频、连续信号,而TiB断裂的声发射信号为高频、突发信号。结论TiB/TC4复合材料塑性变形过程中的声发射信号源机制包括TC4基体晶粒内的位错运动与晶界处增强相TiB颗粒的断裂,通过谱聚类不仅能有效检测TiB/TC4复合材料塑性变形缺陷的产生,还能识别缺陷的形成机制。

关键词： 粉煤灰   吸附   光催化   载体   复合材料   降解  

摘要： 粉煤灰是煤炭燃烧最主要的固体废弃物,大量的堆积对人类身体健康及环境均造成了严重的威胁。基于粉煤灰的多孔结构和吸附性能,将其与纳米光催化材料复合可以达到分散和稳定光催化剂的效果,显著提高光催化活性,同时实现吸附与光催化的协同作用。本文主要围绕半导体光催化材料易团聚的问题,对近几年来国内外粉煤灰负载光催化材料的制备方法及应用进行了简要概述。首先,分析了粉煤灰的性质及改性方法,重点介绍了溶胶-凝胶法、水热法、液相沉淀法三种制备粉煤灰光催化复合材料的方法,并对比分析三种方法的优缺点,从水中污染物的降解,NO_(x)、VOCs气体污染物的降解以及自清洁性能,CO_(2)还原性能等几方面的应用,分析了材料的性能和粉煤灰复合光催化剂的积极影响,表明粉煤灰主要作为吸附剂与载体参与其中。但是粉煤灰作为载体,其活性位点少,改性技术不够成熟,且研究还处于实验阶段,未能进行工程化生产,因此还需要不断完善粉煤灰改性技术,同时进一步研究附加粉煤灰负载光催化材料的功能性建筑材料,提高其实用性。

关键词： 复合材料   变形修正   CATIA二次开发   多截面   数据搜索   镜像法  

摘要： 双曲形复合材料构件固化变形是影响零件质量和几何精度的关键问题之一,为了提高双曲形复合材料构件成型几何精度,本文提出了一种基于试验数据的变形修正方法,详细阐述了试验数据获取、去噪和数据对齐以及基于多截面的试验数据搜索法和镜像法等关键问题;并基于CATIA/CAA二次开发技术开发了修正模块,该模块能够对双曲形复合材料构件的固化变形进行有效补偿。以某机上双曲形零件为例进行试验验证,经过该模块修正后,零件的制造误差显著减小,证明了该方法的有效性和可行性。本研究结果对于提高双曲形复合材料构件的制造精度和性能具有重要意义。

关键词： 飞轮转子   金属材料   复合材料   有限元仿真   储能密度   结构分析  

摘要： 飞轮储能系统以其响应速度快和功率密度高等优点而受到业界广泛关注。为了分析不同材质的飞轮转子之间的差异,文中选取了钛合金、4340合金钢和环氧树脂-碳纤维复合材料作为研究对象。通过ANSYS Workbench有限元软件分析了飞轮所能承受的最高转速,并且对比了不同材质飞轮转子的储能密度和储能量;在相同的转速和尺寸下,分析了不同材质的飞轮旋转时的内部应力及形变的差异。分析数据表明:相同尺寸的飞轮转子,环氧树脂-碳纤维复合材料飞轮能承受的转速最高,储能密度最大,并且内部应力和形变最小;钛合金飞轮的储能量最大;4340合金钢飞轮虽然能达到较高的储能量,但其内部应力和形变量大,给飞轮运行安全性带来不利影响。实际应用中应根据不同材料飞轮的特点进行选择。

关键词： 双介孔二氧化硅纳米球   多柔比星   吸附   脱附   抗癌  

摘要： 目的 制备载多柔比星(doxorubicin,DOX)的双介孔二氧化硅纳米球(bimodal mesoporous silica nanospheres,BMSNs),并评估其体外吸附/脱附特性和对肿瘤细胞增殖的抑制作用。方法 通过溶胶-凝胶法和溶剂热处理途径合成BMSNs;采用扫描电镜、比表面积及孔隙度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见光谱仪等方法对BMSNs进行分析和表征;采用间歇式吸附实验考察BMSNs对DOX的吸附/脱附特性;采用CCK8法检测载DOX双介孔二氧化硅纳米球BMSNs-DOX对人乳腺癌细胞MCF-7和人肺癌细胞A549增殖抑制作用。结果 BMSNs对DOX吸附/脱附能力明显优于典型均匀介孔二氧化硅MCM-41。在pH=7.0时,BMSNs对DOX的吸附量高达91.7μmol·g^(-1)(即载药量5.32%),是MCM-41吸附量的1.6倍。在pH=5.0缓冲溶液中,BMSNs-DOX对DOX分子的脱附(释放)效率可达约96%,脱附时间仅需约30 min。与MCM-41-DOX和DOX相比,BMSNs-DOX对人乳腺癌细胞MCF-7和人肺癌细胞A549增殖抑制作用更强,在4μg·mL^(-1)质量浓度时,癌细胞存活率仅为23.67%和15.79%。结论 相比于MCM-41,BMSNs能更快、更多地对癌症细胞释放抗癌药物DOX,BMSNs-DOX对MCF-7细胞和A549细胞有较强的杀伤作用,是一种具有潜在应用价值的新型给药系统。

关键词： 碳点   光催化   腐殖酸   二氧化钛   活性氧  

摘要： 腐殖酸分子结构复杂、活性基团丰富,可通过离子交换或络合引发环境安全隐患。针对腐殖酸难以有效彻底去除的问题,采用碳点复合材料(CDs/P25)光催化技术实现了高效降解。通过模拟太阳光光催化实验研究了水热合成条件、腐殖酸浓度对复合材料降解腐殖酸性能的影响。实验结果表明,当碳点负载量为0.2 mol·L^(-1)、pH为6,水热合成温度160℃、水热合成4 h时,复合材料光催化活性较好。通过红外光谱和能谱分析,验证碳点已成功负载于二氧化钛表面。光电化学测试结果表明,引入碳点后可提升二氧化钛光生载流子转移能力。同时探究了不同腐殖酸浓度下复合材料的光催化活性,在碳点复合材料投加量为0.5 g·L^(-1)时、浓度为100 mg·L^(-1)时腐殖酸去除率可达97%;机理分析表明碳点复合材料通过生成·OH、·O_(2)^(-)及^(1)O_(2)活性氧物种,将腐殖酸以开环断键的方式比二氧化钛更快生成己内酰胺等更多的小分子物质。该研究结果可为新型高效光催化体系的开发及其在环境污染控制领域的应用提供参考。

关键词： 复合材料的制备   陶瓷基   复合材料学   金属基   领域专家   聚合物基   光催化   仿生  

摘要： 1征稿范围。本刊主要刊载复合材料基础研究和应用研究方面具有创新性和重要意义的原始性高水平研究学术论文,以及由该领域专家亲自撰写的反映本学科最新发展状况的综述性研究论文。刊载范围:先进功能(光热电磁等)、仿生、新能源、轻质、光催化、生物、(纳米)纤维、颗粒等改性或增强聚合物基、金属基、陶瓷基等复合材料的制备、性能及应用。