关键词： 微流控技术   阻燃微胶囊   玻璃纤维增强聚合物基复合材料   阻燃性能   抗冲击性能  

摘要： 为了提高玻璃纤维增强聚合物基复合材料(GFRP)的阻燃性能,采用由微流控技术制备的FR-PN@ETPTA阻燃微胶囊改性环氧树脂基GFRP。采用垂直燃烧试验、锥形量热试验和落锤试验,研究阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA对GFRP阻燃性能、燃烧性能和抗冲击性能的影响。试验结果表明:阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA能明显提高GFRP的阻燃性能,相比FR-PN阻燃剂,添加阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA的GFRP表现出更好的燃烧行为,当添加量为10wt%时,阻燃效果最佳;阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA的加入能有效降低阻燃剂对GFRP抗冲击性能的负面影响,添加了10wt%阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA的GFRP抗冲击性能最佳。

关键词： 纳米复合材料   聚合物基复合材料   耐水性   机械性能  

摘要： 环氧树脂因其优异物理化学性能在各种高新领域得到了重要发展。近年来随着材料科学在某些极端环境下的需求越来越多,对提高环氧树脂的耐水性需求日渐迫切。本文首先制备了氨基乙酸(Gly)改性二硫化钼(MoS_(2))纳米片,然后用其改性环氧树脂,制备了Gly-MoS_(2)/环氧树脂复合材料。对其结构、微观形貌、力学性能、热机械性能和吸水率等指标进行表征。研究结果表明:(1)成功制备了目标产物,经氨基乙酸剥离和改性的MoS_(2)纳米片在树脂基体中分散更均匀,在保证适宜的横向尺寸的同时厚度更薄,与基体树脂相容性更好。(2)随着纳米片添加量的增加,树脂体系水煮后的常温和高温剪切强度、拉伸强度和抗冲击强度均有提升。这是由于改性后纳米片在基体中分散均匀,且与环氧基形成更稳定的海岛结构,从而提升了材料本身的耐水性。(3)热机械性能测试表明,Gly-MoS_(2)纳米片对增强材料水煮后的耐温性有着重要的作用。吸水率测试表明,Gly-MoS_(2)极大地改善了环氧树脂的耐水性能,并且随着Gly-MoS_(2)纳米片的增加,吸水率随之降低。其中1.00%Gly-MoS_(2)/环氧树脂体系的耐水效果最好,水煮192 h后最终吸水率仅为1.2%。

关键词： 碳纤维复合材料   重载铁路   比模量   比强度   能源集团   铁路运输行业   铝合金材质   革命性进步  

摘要： 2024年9月10日,全球首批碳纤维复合材料轻量化重载铁路货车在中国缓缓驶出生产线,这不仅是中国铁路装备制造领域的一次重大突破,更是全球铁路运输行业的一次革命性进步。这首批6辆重载铁路货车,由国家能源集团铁路装备公司、北京低碳清洁能源研究院和中车齐车公司联合研制。它们披上了轻薄而高性能的碳纤维复合材料“外衣”,这一材料的比强度和比模量分别是铝合金材质的3~5倍和1.5~1.8倍,这意味着在保持甚至提升车辆强度的同时,能够显著降低车体自重。

关键词： 形状记忆合金   雷击防护   复合材料层合板   烧蚀损伤   因素分析  

摘要： 为了研究形状记忆合金(SMA)材料对碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料层合板的雷击损伤防护效果,基于常用的雷击电热耦合模型建立含形状记忆合金丝的层合板的雷击损伤有限元分析模型,与参考结果进行对比以验证模型的合理性,并与传统层合板的雷击损伤进行对比来分析SMA丝的雷击防护作用。此外,分析了不同峰值电流、SMA丝不同数量、嵌入SMA丝区域之间的不同间距和层合板不同铺层顺序等因素对SMA-CFRP层合板烧蚀损伤结果的影响,并分析影响规律。结果表明:SMA对CFRP层合板的雷击损伤防护有显著的效果,其中峰值25 kA雷击电流导致的烧蚀损伤面积降低至无防护层合板的57.43%。此外,SMA丝数量、嵌入SMA丝区域之间的不同间距和层合板的铺层顺序对SMA-CFRP层合板的烧蚀损伤的面积和深度具有较大影响。

关键词： 碳纤维增强复合材料   桥梁加固   结构强度   耐腐蚀性能  

摘要： 碳纤维增强复合材料(CFRP)因其优异的性能而成为桥梁加固的理想选择。文章深入探讨了碳纤维增强复合材料(CFRP)在桥梁加固中的应用,介绍了CFRP材料的特性、桥梁加固原则、常用方法及其在不同部位的具体应用,并通过实际案例分析了加固前的评估、设计选材、施工过程及加固后效果评估。

关键词： 铝基复合材料   氧化钇稳定氧化锆   铸造   力学性能  

摘要： 铝合金由于其强度高、质量轻、价格低等多重优势,在汽车制造、航空航天、水下装备等各个领域都极具应用前景。利用机械搅拌铸造方法制备了不同质量分数纳米氧化钇稳定氧化锆(yttrium oxide stabilized zirconia,YSZ)的Al-YSZ复合材料,研究纳米YSZ质量分数对铝基复合材料组织和性能的影响。研究结果表明,添加的纳米YSZ均匀分布在Al基体中,不与Al基体发生反应。同时能够作为异质形核剂细化晶粒,并通过Orowan强化机制提升复合材料的力学性能。添加质量分数为8%的纳米YSZ的复合材料具有较好的强度和塑性。同时,在受到外力作用时,纳米YSZ会发生从四方到单斜的相变,并产生一定的体积膨胀,在吸收能量的同时改善了复合材料内部的晶格畸变,从而提高了铸态复合材料的塑性。

关键词： 钙钛矿纳米晶   硫系玻璃   熟化   卤化锡   卤化铅  

摘要： 钙钛矿纳米晶因其优异的可调发光和光电性能,在各光电应用领域广受关注。本文综述了硫系玻璃中金属卤化物钙钛矿纳米晶的研究进展,介绍了玻璃熔体法制备钙钛矿纳米晶复合硫系玻璃及其性能,并以无铅钙钛矿材料CsSnBr_(3)为例探讨了硫系玻璃中钙钛矿纳米晶析晶机理,并总结了目前钙钛矿纳米晶复合硫系玻璃的研究现状及发展趋势。

关键词： TiN_(0.3)   Mo_(2)C   扩散   高温高压烧结   机械合金化  

摘要： 将Mo_(2)C和TiN_(0.3)粉体采用机械合金化和高温高压烧结相结合的方法进行分层烧结,并制备30%Mo_(2)C-70%TiN_(0.3)的烧结体复合材料,分析Mo_(2)C-TiN_(0.3)烧结体的物相组成、微观组织结构及力学性能。结果表明:Mo_(2)C和TiN_(0.3)间存在明显的相互扩散,且形成了2层不同的扩散层;随着烧结温度不断升高,Mo_(2)C-TiN_(0.3)烧结体的晶粒尺寸逐渐变大,会导致烧结体的机械性能变差;在烧结过程中有高硬高脆的MoC生成,能够维持Mo_(2)C-TiN_(0.3)烧结体的硬度在19.0~20.0 GPa,但会降低其断裂韧性。

关键词： 碳/碳复合材料   氧化石墨烯   电磁屏蔽   电阻率   孔隙率  

摘要： 为了获得一种制备简单、成本低廉的电磁屏蔽材料,通过喷涂法在2D碳纤维(carbonfiber,CF)预制体上负载氧化石墨烯(graphene oxide,GO),并以硼酚醛树脂(boron-phenolic resin,BPF)作为前驱体,石墨烯负载碳纤维(GO/CF)作为预制体,通过热压成型和碳化工艺制备得到氧化石墨烯改性碳/碳复合材料(GO/C/C).采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、拉曼光谱(Raman spec-trum)、密度仪(densitometer)和矢量网络分析仪(vector network analyzer)对复合材料进行表征.结果表明,当GO的负载量为0.1%、0.3%时,GO/CF预制体的表面形貌最好;负载量为0.3%时,复合材料具有最高的孔隙率和最低的电阻率;负载量为0.1%时,复合材料在X波段的总电磁屏蔽效能最高,达到了43.84 dB,相比于空白样品提高了28.3%,已满足基本的商用需求.

关键词： 剪切增稠胶   分子结构设计   共混改性   动态可逆   抗低速冲击  

摘要： 为了改善传统剪切增稠胶存在的缺陷,从分子结构设计和共混改性两方面出发,通过在分子链上引入苯环结构并共混交联乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA),有效地改善了冷流效应,并利用芳纶织物作为增强材料,热压制备得到新型轻量化抗冲击复合材料。结果表明:复合弹性体内大量动态可逆键和硫化形成的共交联网络,是新型轻量化抗冲击复合材料具有良好抗冲击防护效果的主要原因。PEVA-Kevlar-4复合材料在面对不同冲击能量时(13.4J和26J),能量吸收率分别可达86.6%和90.1%。此外,该复合材料在低速抗冲击防护材料领域,有广泛的应用前景。