关键词： 高熵合金颗粒增强钛基复合材料   拉伸破坏   有限元仿真   界面层   随机分布  

摘要： 为了研究界面层厚度对HEA_(p)/Ti复合材料力学性能的影响以及拉伸过程中复合材料的破环行为,使用ABAQUS有限元分析软件对单颗粒和多颗粒模型进行不同界面层厚度建模。模拟结果表明:随着界面层厚度的增加,界面层上的应力也变大。复合材料拉伸破坏主要是基体开裂和界面脱粘。在拉伸过程中,复合材料的裂纹首先在界面层处萌生,随着载荷的增加,裂纹沿颗粒在基体中扩展。

关键词： 聚乙烯管   酸碱腐蚀   耐化学性   农村供水   长期性能  

摘要： 本研究评估聚乙烯基复合材料在农村供水管网抗酸碱腐蚀的长期效果。跟踪调查及模拟测试收集PE管在不同pH值下性能数据,采用对比测试、光谱分析与电化学测试等方法。结果显示,PE管在酸、碱性环境腐蚀量少、结构保持性佳,如在pH值2的酸性环境腐蚀速率为0.1mm/年,pH值12的碱性环境为0.05mm/年,远低于铸铁管和钢管。结论表明,聚乙烯管耐化学性出色、腐蚀速率低,是农村供水系统理想的抗腐蚀水管材料,宜广泛应用。

关键词： 复合材料舱体   变形分析   变形补偿   自动化装配   程序修正   网格筋结构  

摘要： 针对航天复合材料舱体结构变形给自动化装配工序带来的干涉、零件位置相对偏移等问题,引入矢量排队概念并提出了基于三步迭代调姿的补偿方法,采用基于全局定位的相移条纹投影测量方法进行网格筋蒙皮结构型面测量、大视场环境下的点云高精度拼接及型面计算提取,之后对变形量进行补偿和关键信息调整、程序修正,最后通过典型复合材料舱段进行了验证,满足产品装配自动化需求和精度要求。

关键词： 聚丙烯   木质素   马来酸酐   复合材料  

摘要： 将聚丙烯(PP)、木质素(Lignin)、马来酸酐及过氧化二异丙苯通过熔融共混法制备Lignin/PP-马来酸酐复合材料样品。通过熔体流动速率仪、万能试验机、冲击试验机及热台偏光显微镜对样品的熔融指数、拉伸性能、冲击性能及球晶的生长情况进行了表征。结果表明:随着马来酸酐含量的增加,熔融指数及模量呈先升后降趋势。当马来酸酐含量为1份时,样品的熔体流动速率有最大值,为48.18 g/10 min,较未加马来酸酐的样品提升了7.11%;当马来酸酐含量为2份时,样品的模量有最大值,为645.63 MPa,较未加马来酸酐的样品提升了15.27%。

关键词： 树灵芝   菌丝体   培养基优化   发酵条件优化   菌丝体复合材料   可生物降解  

摘要： 该研究以树灵芝(Ganoderma sessile,SCAU-My1)为发酵菌株,采用菌丝体液态发酵制备种子,参考食用菌栽培技术进行菌丝体复合材料(mycelium-base composites,MBCs)制备。分别以麻秆和玉米秸秆为主要原料,接种上述菌丝体液态种后,固态发酵培养5 d,从而制备可生物降解的MBCs。首先,对树灵芝的菌丝体液态发酵种子培养基及培养条件进行了优化,研究碳源、氮源、发酵温度等因素对菌丝体生物量的影响。结果表明,最佳制种培养基配方为:玉米淀粉25 g/L、黄豆粉14 g/L、KH_(2)PO_(4)3 g/L、7H_(2)0·MgSO_(4)3 g/L;最佳培养条件为:发酵温度28℃,初始pH 5.5,接种量5%,装瓶量150 mL/500 mL,转速为180 r/min。在此条件下,种子液菌丝体生物量达18.73 g/L,较优化前的13.90 g/L,提高了34.7%。制备的MBCs在形变发生50%时,玉米秸秆-菌丝体复合材料(C-MBCs)压缩应力为聚乙烯(expanded polystyrene,EPS)材料的5.4倍,为麻秆-菌丝体复合材料(H-MBCs)的0.6倍;在热重分析中,经过600℃热处理C-MBCs质量剩余约39%,H-MBCs质量剩余约33%,而EPS材料质量仅剩1.08%,说明玉米秸秆或麻秆制成的MBCs承重能力、热稳定性均优于EPS材料。此结果可为菌丝体复合材料替代发泡塑料作为缓冲包装材料提供有意义的参考。

关键词： 细菌纳米纤维素   聚乙烯醇   人工耳廓   冻融法   力学性能  

摘要： 耳廓再造的关键是实现植入材料与天然组织间的生物力学适配,然而迄今尚未找到一种理想的耳廓替代物。本文将细菌纳米纤维素(Bacterial nanocellulose,BNC)匀浆加至不同浓度的聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)水溶液中,通过冻融法使两者物理交联形成兼具高弹柔韧性和高力学强度的PVA/BNC复合材料,并对其理化性能和细胞相容性进行表征。结果表明:该材料具有高吸水性、低溶胀比,较高的韧性、弹性和缝合强度等特点,最大压缩模量可达到(6.98±0.49)MPa,与天然耳廓组织的生物力学相适配。最大缝合强度可达(7.06±0.33)N,完全满足临床缝合需求。BNC的加入促进了细胞在材料表面的粘附、生长和增殖,使PVA/BNC复合材料具有更高的细胞密度和活力,是一种很有潜力的人工耳廓材料。

关键词： 复合材料   共胶接   吸湿   断裂韧性  

摘要： 前期研究表明,已固化的复合材料层板在存放过程中会吸收环境中的水分,继而对复合材料的胶接性能造成影响,但湿度影响复合材料共胶接性能的机制尚不清楚。通过I型层间断裂韧性(GIC)表征共胶接性能,将三种有代表性的T800级碳纤维预浸料在不同吸湿条件下进行处理后,分别与两种胶膜进行胶接,测试复合材料共胶接性能,探究不同预浸料层板的吸湿差异及后续共胶接性能的差异,最后采用扫描电镜观察试验件的断面形貌,探讨待胶接板吸湿后,共胶接复合材料胶接性能下降的原因。试验结果表明:三种材料层板的吸湿率与时间的开方呈近似线性关系,满足菲克定律,但吸湿速率和吸湿量有所不同;吸湿后三种复合材料的GIC发生不同程度的下降,且两种胶膜匹配下的复合材料胶接性能下降程度有差异。通过扫描电镜观察,分析得到待胶接板吸湿后共胶接复合材料的内部结构变化,探究了不同材料和不同胶膜匹配时胶接试验件的失效机制。

关键词： 凹凸棒石   纤维素   壳聚糖   吸附   铜离子   降解   亚甲基蓝  

摘要： 制备了新型壳聚糖-纤维素-凹凸棒石复合气凝胶材料,对含铜废水去除效果理想,最优条件下去除率可高达85%。将吸附的铜离子固定在气凝胶材料上得到铜负载的凹凸棒石基复合催化材料,实现材料的循环利用及循序利用。该催化材料处理亚甲基蓝效果理想,在最优条件下去除率高达99.6%,此外该材料在混合废水的处理中仍然保持较高处理能力。对吸附前后的气凝胶材料进行电镜扫描、傅里叶红外、X射线衍射和热重等测试分析,结果表明材料性质稳定,孔隙率高,吸附焙烧后铜可均匀负载在气凝胶材料上。该研究可为重金属和难降解有机物复合型污染废水的处理提供新思路。

关键词： 光子晶体   二氧化硅   粒子尺寸   旋涂法  

摘要： 光子晶体具备周期性结构,呈现结构色,在各种光器件领域有潜在应用价值,实验采用Stober法制备二氧化硅粒子,差速离心干燥得到二氧化硅白色粉末,二氧化硅粒子单分散性能好,尺寸分布均匀,并且随着氨水用量的增加,二氧化硅粒子尺寸也增大。乙醇为溶剂,配制二氧化硅乙醇溶液,运用旋涂法在玻璃基地制备了二氧化硅光子晶体薄膜材料,该方法用时短、效率高,制备的光子晶体薄膜颜色饱和度高,二氧化硅粒子尺寸增加,形成的光子晶体薄膜反射光波长也增大。

关键词： 静电纺丝   碳纳米纤维   硫化钴   纳米片   超级电容器  

摘要： 利用静电纺丝法制备含均苯三甲酸的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,结合水热法和高温焙烧法,在碳纳米纤维上制备了具有纳米片阵列的硫化钴/碳纳米纤维(Co_(9)S_(8)/CNFs)复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和电化学测试等手段,对Co_(9)S_(8)/CNFs复合材料的形貌、结构、组成和电化学性能进行表征。结果表明:PAN纳米纤维中的均苯三甲酸不仅为纳米片阵列的有序生长提供更多的结合位点,避免了纳米片的团聚和堆积,同时有利于纳米片阵列的形成和结构稳定性,防止其在高温碳化过程中的结构坍塌;不含均苯三甲酸的纤维上的纳米片易团聚成花,高温焙烧后结构坍塌。硫化钴的高赝电容、碳纳米纤维的高导电性和独特的纳米片阵列结构,使Co_(9)S_(8)/CNFs复合材料具有良好的电化学性能。Co_(9)S_(8)/CNFs作为电极材料在电流密度1A/g条件下的比电容为481.6F/g,大于不含均苯三甲酸的电极材料(277.5F/g),在电流密度10A/g条件下连续充放电循环5000次,比电容保留率为97.3%。以Co_(9)S_(8)/CNFs为正极,活性炭(AC)为负极组装的非对称超级电容器Co_(9)S_(8)/CNFs//AC在电流密度1A/g条件下比电容为108.9F/g,功率密度为756.8W/kg,能量密度可达34.1Wh/kg。