关键词： Al/CFRP   混合梁   动态弯曲   铺层方式   失效行为   耐撞特性  

摘要： 金属/复合材料混合薄壁结构可同时满足汽车车身抗撞性和轻量化的要求。旨在对比研究不同纤维铺层方式铝/碳纤维复合材料(Aluminum/Carbon Fibre Reinforced Plastic,Al/CFRP)混合帽型薄壁梁的动态弯曲特性。通过三点弯曲试验比较分析各试件的弯曲失效行为与耐撞性能,结合试验结果建立有限元模型且验证其准确性,并进一步分析压头尺寸、压头形状和冲击位置对混合梁弯曲性能的影响。结果表明,铺层角度较铺层顺序对试件弯曲性能影响更大,压头尺寸越大、压头形状越相对扁平或冲击位置越远离中间时可获得较好的耐撞特性。研究所用方法与所得结论可为类似抗弯结构耐撞性设计提供参考。

关键词： 生物炭   复合材料   镉   吸附  

摘要： 随着科技的发展,电镀、化工等行业逐渐兴起,产生多种化合态的镉,对土壤、水体、大气造成污染,在动、植物体内富集,通过食物链进入人体并产生不良影响。利用生物炭及其复合材料来源广泛、吸附性强、造价低廉等优势,吸附环境中的镉。介绍了生物炭及其复合材料的制备方法,研究了炭材料对镉的去除机理及应用现状,以期为实践提供理论参照。

关键词： 电化学传感   石墨烯   血红素   丽春红2R  

摘要： 本研究采用一步合成法制备石墨烯血红素铂纳米颗粒复合材料(PtNPs/H-GNs),该复合材料兼具石墨烯大的比表面积、导电性、催化性,血红素优异的电化学氧化还原性以及PtNPs的高效催化性。基于此构建了丽春红2R分析检测传感平台。最优条件下,丽春红2R在0.1000~312.5μg/mL浓度(c)范围内,血红素的峰电流(i)线性降低,线性方程为i=-6.193logc+32.04(R^(2)=0.9950),检出限(LOD)低至0.030μg/mL。该传感器可用于食品中丽春红2R的快速检测。

关键词： 动态拉伸   试验装置   温度均匀性   碳/碳复合材料   高温环境  

摘要： 为了满足碳/碳复合材料和高温动态拉伸试验需求,将大电流加热装置应用于旋转盘式霍普金森拉杆装置,以实现试验所需高温环境加热试样,并辅以水冷装置构成升温系统,同时使用红外测温装置检测和采集系统温度,共同构建碳/碳复合材料的高温动态拉伸试验系统,并采用数值分析模拟不同试样参数对温度均匀性的影响,确定试样尺寸参数。基于所得系统获取了碳/碳复合材料在室温~1 300℃的高温动态拉伸应力-应变曲线。试验结果表明,随温度上升,试样的破坏应变和应力均呈下降趋势。建立的高温动态拉伸试验系统可为开展碳/碳复合材料高温动态拉伸力学性能提供试验技术支持。

关键词： 米谷蛋白   果胶   静电复合   油-水界面   Pickering乳液  

摘要： 米谷蛋白(Rice Glutelin,RG)是一种常用食品乳化剂,但在中性pH值下,RG易聚集成疏水性大尺寸颗粒,导致其稳定性差、界面活性弱。该研究通过果胶静电复合修饰米谷蛋白,探究两者复合比例对颗粒的尺寸、接触角、界面吸附性能和界面膜结构的影响,在此基础上,以复合颗粒为界面稳定剂制备Pickering乳液,考察其粒径分布、微观结构、流变学性质及储藏稳定性。结果表明,当米谷蛋白与果胶质量比为1:1时,复合颗粒平均粒径为675.4 nm,接触角为64.23°,油-水界面张力从36.55 mN/m降低至13.00 mN/m,界面膜以弹性为主,弹性模量达46.07 mN/m,由此复合颗粒稳定的Pickering乳液具有最小的粒径(d4,3~31.1μm)、最高的表观黏度和储能模量。因此,果胶复合可以显著降低米谷蛋白的尺寸,并赋予其合适的表面亲疏水性,进而提升其降低界面张力和增加界面膜黏弹特性的能力,有利于制备高稳定Pickering乳液,为拓展米谷蛋白在食品乳液体系中的应用提供了新策略。

关键词： 羰基铁   炭黑   聚氨酯   吸波性能  

摘要： 制备了羰基铁-聚氨酯和炭黑-聚氨酯单层复合材料,研究了羰基铁和炭黑质量分数对其微观形貌、电磁参数和吸波性能的影响规律。在此基础上,采用Matlab软件设计了羰基铁/炭黑-聚氨酯双层复合材料,研究了总厚度和厚度分布对其吸波性能的影响规律。结果表明:羰基铁-聚氨酯和炭黑-聚氨酯复合材料的微观形貌均呈现泡孔结构。随着羰基铁和炭黑质量分数的增加,泡孔结构逐渐破损且尺寸减小,电磁参数增加。羰基铁-聚氨酯复合材料在羰基铁质量分数为60%、厚度为4.5 cm时,具有最优吸波性能。反射率低于-10 dB的带宽达到12.1 GHz,最小反射率达到-31 dB。炭黑-聚氨酯复合材料在炭黑质量分数为7%、厚度为5 cm时,具有最优吸波性能。反射率低于-10 dB的带宽达到13.1 GHz,最小反射率达到-32 dB。羰基铁/炭黑-聚氨酯双层复合材料在7%炭黑厚度为3 cm、60%羰基铁厚度为1 cm时,具有最优吸波性能,反射率低于-10 dB的带宽达到11.5 GHz,最小反射率达到-51 dB,更具“薄、轻、强”的使用性能。

关键词： Ce掺杂   ZnO   纳米复合材料   甲基橙   光催化  

摘要： 以ZnO作为光催化剂,稀土元素Ce为添加相,通过水热法制备了不同摩尔比Ce掺杂的ZnO纳米复合材料,以甲基橙(MO)染料为降解对象,研究了Ce掺杂摩尔比对ZnO纳米复合材料的晶格结构、微观形貌和光催化性能的影响。结果表明,制备的Ce-ZnO纳米复合材料均为六方晶系纤锌矿结构,外观为不规则的颗粒状,Ce掺杂后使ZnO的表面粗糙度增加。Ce掺杂后在ZnO中无新产物产生,没有影响ZnO的结构。随着Ce掺杂摩尔比的增大,Ce-ZnO的比表面积逐渐增大,吸收边先增大后减小,禁带宽度先降低后升高,光致发光强度先降低后增大。0.6%Ce-ZnO的比表面积达到33.91 m^(2)/g,吸收边最大为394 nm,禁带宽度最小为2.97 eV,对应的光致发光强度最低。光催化降解测试表明,随着Ce掺杂摩尔比的增大,Ce-ZnO对MO的光催化降解率先增大后降低,0.6%Ce-ZnO在180 min时对MO的降解率达到最大值95.36%。强酸或强碱条件下均不利于光催化反应的进行,在pH值=5的弱酸条件下0.6%Ce-ZnO对MO的降解率最高达到99.16%。0.6%Ce-ZnO光催化剂重复使用5次时对MO的降解率依旧超过70%,具有良好的使用稳定性和经济效益。

关键词： 化学机械抛光   集成电路   单质铜   纳米二氧化硅   CMP浆料   弱碱性配方   亚纳米级精度   长期稳定  

摘要： 化学机械抛光技术是当今时代能实现集成电路(IC)制造中晶圆表面全局平坦化的重要技术。集成电路芯片上各个功能元器件制作完成之后,需用金属导线按照特定的功能将其连接。金属铜具有低电阻率、高导热系数和优异的抗电迁移能力,是实现互连最为重要的金属材料。目前,主要采用双大马士革工艺实现芯片各元器件之间的铜导线互连,该工艺对每一层布线后铜的表面平整度有非常高的要求。因此,需采用合适的化学机械抛光技术对铜导线进行处理。研发了一款以纳米SiO_(2)为磨料的化学机械抛光液,可用于金属铜及其合金的化学机械抛光作业,浆料pH值在9—10之间且质量分数可调,研究了抛光液磨料含量和抛光工艺参数对其抛光铜片效果的影响。结果表明:抛光液中的纳米SiO_(2)磨粒原生粒径为(50±20)nm,比表面积为(50±10)m^(2)·g^(-1),粒径分布均匀,且能长时间保持稳定分布状态,经过约280 d的跟踪监测,浆料中SiO_(2)粒子中位粒径仅增大4.5%,浆料稳定性良好;抛光可实现单质铜表面亚纳米级精度,在抛光液磨料质量分数为25%、抛光加载压力为10 N、抛光头和抛光盘转速为150 r·min^(-1)且逆向旋转的工艺条件下,单质铜表面粗糙度最低,可达1.33 nm;单质铜的材料去除率最高可达160 nm·min^(-1),能够满足IC制造过程中晶圆表面快速平坦化加工的需求。

关键词： 热防护材料   正交三向纤维预制体   纳米孔树脂   力学性能   有限元分析   渐进损伤  

摘要： 针对飞行器的极端防隔热承载需求,以正交三向石英纤维预制体为增强体、高强度纳米孔酚醛树脂为基体,制备出正交三向纤维增强纳米孔树脂基复合材料(3DIPC)。所制备的3DIPC具有中等密度(~1.46 g·cm^(-3))、较低的室温热导率(<0.30 W·(m·K)^(-1))和线烧蚀率(~0.15 mm·s^(-1))及优异的力学性能(拉伸强度>400 MPa,压缩强度>390 MPa,弯曲强度>300 MPa,层间剪切强度>30 MPa)。通过调整不同方向纱线的细度,系统地研究了纤维预制体细观结构改变对3DIPC力学性能的影响。结果表明:增大Z纱的细度可以提高3DIPC的压缩模量和层间剪切强度,但会导致其拉伸性能与压缩强度的降低;增大经纱的细度可以提高材料经向的拉伸与弯曲性能,但纬向的拉伸与弯曲性能呈降低趋势。最后,基于3DIPC的实际形貌建立了包含表面与内部结构的细观有限元模型,并结合复合材料的渐进损伤模型,采用ABAQUS有限元软件模拟了3DIPC的拉伸失效行为。结果表明:3DIPC的损伤始于纱线中的基体处,并随应变的增加扩展至纯基体与纤维。3DIPC的经纬向拉伸失效分别是由经向和纬向纤维断裂主导的,且表面Z纱和表面纬纱的纤维断裂是造成3DIPC在纬向拉伸前期损伤的主要原因。

关键词： 激光技术   钛基复合材料   选区激光熔化   显微组织演变   TiC演变  

摘要： 钛基复合材料具有高弹性模量、高比强度、高耐磨性和优异的高温耐久性等特点,在航空航天领域有良好的应用前景。采用低能球磨制备了纳米TiC颗粒与TC4的复合粉体,然后使用选区激光熔化(SLM)制备了TiC/TC4钛基复合材料,分析了不同体能量密度(29~97 J/mm^(3))对复合材料成形质量、显微组织、显微硬度的影响,并总结了组织演变机理和TiC演变过程。结果表明,成形该复合材料的最佳体能量密度为50~70 J/mm^(3),在该范围内试样的最高相对密度可达99.7%,显微硬度为385~392 HV。横截面上,显微组织的晶粒呈特殊的双尺寸分布,即由初生β等轴晶和沿其外围生长的不规则共晶区组成;纵截面上,显微组织呈鱼鳞状形貌分布且熔池内存在大量流纹状组织。复合材料中存在未溶TiC(主要分布于初生β晶界附近)、共晶TiC(主要呈链状网络分布于共晶β晶界)以及沉淀析出TiC(主要呈颗粒状分布于晶粒内)。随着体能量密度的增加,链状共晶TiC向棒状转变,晶内TiC尺寸长大。共晶TiC与β-Ti没有取向关系,共晶TiC、沉淀析出TiC与α'-Ti均存在明显取向关系,即{11-20}α'-Ti//{110}TiC。