关键词： 甲胺   光催化降解   二氧化钛纳米管   铂改性   化学价态  

摘要： 采用浸渍法、沉淀-煅烧法和光沉积法,分别制备了PtCl_(x)、PtO_(x)和Pt^(0)改性的二氧化钛纳米管(TNTs)材料,并将其应用于甲胺的光催化降解。研究结果表明,0.5%PtCl_(x)/TNTs催化剂的甲胺光催化降解性能最佳,光催化效率可达95%,连续运行6 h后仍保持92%以上的降解率。通过进行XRD、TEM、BET、XPS、UV-Vis DRS、PL和ESR表征,探究了不同化学态Pt对TNTs在光催化降解甲胺反应中性能的影响。当Pt以PtO_(x)和Pt^(0)的形式负载在TNTs上时,虽然样品的光吸收和载流子分离性能得到了增强,但对甲胺在催化剂表面的吸附过程产生了不利影响,从而阻碍了甲胺的光催化氧化过程。只有当Pt以PtCl_(x)的形式负载在TNTs上时,才能构建新的Pt(III)-Pt(IV)电子转移通道,从而显著提高甲胺的光催化降解性能。

关键词： 自密实   防水   水化热抑制剂   温度收缩   复合材料  

摘要： 随着建筑行业的快速发展,地下现浇混凝土工程大量出现,而混凝土开裂问题成为了地下工程的一大顽疾。为了降低混凝土开裂对地下工程造成的危害,采用降低水化热和增强抗裂性能的自密实抑温防水复合材料作为混凝土抗裂材料,研究自密实抑温防水复合材料对水泥净浆抑温率和混凝土应力、抗压强度性能的影响。结果表明:自密实抑温防水复合材料的掺入,使得水泥净浆抑温率达到40.7%,地下室侧墙中部和下部的应变分别降低了30.2%、13.7%,同时对混凝土抗压强度无负面影响,有效减少了混凝土的开裂,提高了地下工程的质量。

关键词： MXene   功能纺织复合材料   制备方法   结构   性能   应用  

摘要： 新型二维金属碳/氮化物MXene由于其特殊的二维结构和性能,可以和多种纺织材料进行复合,赋予纺织复合材料优异的导电性、力学性能等,在传感、电磁屏蔽、储能等领域展现出巨大的发展潜力。本文首先介绍了MXene的结构、制备方法和性能,对MXene基功能纺织复合材料的制备方法进行了总结,主要包括涂层法、静电纺丝、湿法纺丝、真空过滤法等;概述了MXene基功能纺织复合材料的结构(包覆式、嵌入式、混合式)对性能的影响,并对其在传感器、电磁屏蔽、能量传输和转化等方向的应用进行综述;最后对MXene基功能纺织复合材料研究领域的发展趋势进行展望。

关键词： 直接激光沉积   钛基复合材料   B4C   微观组织   显微硬度  

摘要： 采用直接激光沉积(LDM)工艺在TC4钛合金表面成功制备含有3%(质量分数)B4C增强的B4C/TC4复合材料。分别选用粒径50μm和50 nm的B4C颗粒与TC4粉末进行机械混粉,并完成LDM成型,对比测试了微米级B4C增强颗粒与纳米级B4C增强颗粒质量分数比值分别为1%∶2%、1.5%∶1.5%、2%∶1%的3种具有不同微-纳B4C增强颗粒比例样品的显微组织和界面处显微硬度。研究结果表明,添加B4C增强相后,材料的显微组织明显细化,不同尺度B4C增强颗粒含量能够对第二相TiB与TiC的结晶度以及晶粒尺寸产生影响,纳米B4C较多时,样品中的TiC结晶度较好,TiB以纳米颗粒镶嵌在TC4晶体中。当微-纳B4C比例相近时,TC4基体硬度最高,样品内部的TiB具有较高的结晶度与较大的晶粒尺寸,同时第二相区域内的TiB与TiC的硬度也最高。

关键词： BiOCl   UiO-66-NH_(2)   复合材料   Z型异质结   光催化   降解  

摘要： 采用溶剂热法成功制备了一种BiOCl/UiO-66-NH_(2)复合光催化剂,通过X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和N_(2)吸附-脱附比表面积分析(BET)等对其形貌、结构和光催化性能进行表征。结果表明,UiO-66-NH_(2)颗粒均匀地嵌在BiOCl的花状结构上,形成紧密接触的界面。该复合光催化剂在可见光照射下表现出优异的光催化降解罗丹明B(RhB)的性能,经可见光照射40 min可以完全去除溶液中的RhB,降解能力是纯BiOCl材料的3.53倍。光催化活性的增强归因于BiOCl和UiO-66-NH_(2)之间形成的Z型异质结,该异质结促进了光生载流子的有效分离和转移。此外,该复合光催化剂在连续4次循环中表现出良好的稳定性,对RhB的降解率仍保持在90%以上。

关键词： 轴向压缩   有限元仿真   3D-UD   稳定性   吸能性  

摘要： 采用准静态轴向压缩实验和有限元仿真相结合的方法,对三维编织(3D)-单向铺层(Unidirectional ply,UD)混合的碳纤维复合材料管的轴向压缩性能和破坏机制进行了研究。实验结果表明,3D-UD混合管具有更稳定的压缩吸能模式;相比UD管,混合管的峰值载荷、总吸能和比吸能分别提高了20.3%、109.2%和67.1%。进一步对3D-UD混合管的破坏过程进行了有限元仿真分析,得到的载荷-位移曲线与实验结果吻合较好,验证了仿真模型的有效性。结合实验结果与混合管损伤变形的仿真分析发现,外层3D和内层3D对夹层UD的束缚和支撑作用抑制了UD管管壁因弯折过大而断裂,而夹层UD管的稳定破坏吸能使得3D管未发生严重的编织层卷曲现象,因此3D-UD混合管可以有效抵抗管壁变形,提高轴向压缩下的稳定性和吸能性。

关键词： 中央翼   桁架肋结构   连杆结构   结构布置   优化设计   复合材料  

摘要： 在民用飞机中央翼的轻量化设计过程中,可以采用桁架肋代替传统的腹板肋,但目前中央翼桁架肋结构的研究缺乏定量分析,如何合理地布置桁架肋内部的连杆结构已经成为重要的工程问题。为获得最优结构效率的桁架肋构型,本文提出了十种相同直径的桁架肋连杆结构布置构型,运用HyperSizer建立优化模型,以结构质量最小为优化目标,以桁架肋连杆数量与连杆连接方式为设计变量,通过不同构型方案的内力分布和结构效率对比研究获得桁架肋的影响规律。结果表明:当桁架肋连杆数量低于九根时,桁架肋重量与壁板重量趋近于收敛,减重可达16.1%;当桁架肋与前梁腹板采用连接方案时,桁架肋可分担前梁腹板所承受的载荷,降低了前梁重量,并提高了中央翼的整体结构效率。

关键词： 加筋圆柱壳   耐压壳体   屈曲稳定性   有限元分析  

摘要： 基于理论公式开展了千米级深海耐压复合材料等截面圆筒计算,在等截面圆筒设计壁厚的基础上,结合有限元仿真开展了轻量化环肋加筋耐压壳体结构优化设计以及千米级深海复合材料耐压壳体的结构稳定性和强度分析,最后通过静水压试验对所设计复合材料耐压壳体进行了考核验证。研究发现,对于环肋加筋复合材料耐压壳体,其失效模式为环向失稳破坏;增加环筋数和增厚蒙皮可以增加耐压壳体的承压能力,相比于增加蒙皮厚度,增加环肋数量对压强质量比的提升更为明显;复合材料铺层的纵向弹性模量对于耐压壳体的承压能力影响显著;由于复合材料生产过程中难以避免的初始缺陷,环肋加筋复合材料耐压壳体的爆破压强应在有限元解基础上进行修正,根据本文试验结果,修正系数建议取值范围为0.5~0.7。

关键词： 超疏水   仿生   表面与界面   复合材料   被动防冰   主动除冰   研究进展   工程应用  

摘要： 为了避免表面覆冰对日常生产生活造成的巨大影响,解决传统防/除冰技术存在效率低、能耗大、高污染等问题,本文梳理了基于超疏水特性实现表面防/除冰的研究进展。介绍了固体表面浸润性理论及常见的超疏水表面的制备方法,对超疏水表面的被动防冰和主动除冰方法进行了综述和讨论,归纳了基于超疏水表面的防/除冰策略在航空、船舶、电力等领域的具体应用。总结和剖析了超疏水防/除冰表面在实际应用中存在的问题和面临的挑战,对未来的发展方向进行了展望。

关键词： 帽形加筋壁板   捻条   共固化   碳纤维增强复合材料  

摘要： 帽形加筋壁板结构的复合材料制件具有比强度高、比刚度高、可设计性良好等优点,在航空航天等工程领域得到了广泛的应用,而加筋结构的三角空隙必须使用捻条进行填充。采用“湿长桁+湿蒙皮”共固化工艺制造帽形加筋壁板复合材料制件时,发现捻条的外形会显著影响制件的成型质量。为了提高帽形加筋壁板制件的成型质量,研究了不同材质的长桁芯模、捻条制备方法、捻条填充量对加捻区长桁及蒙皮质量的影响。结果表明:由专用的加捻模具制备并在(60±5)℃的温度下预压实后,捻条预成型体的外形更精确,与其他结构配合更好;当捻条的填充量修正系数为1.1时,可有效避免蒙皮和长桁出现纤维褶皱;所选用的硅橡胶芯模固化成型后加捻区质量控制更好。