关键词： 复合材料   孔挤压   挤压量   损伤   疲劳性能  

摘要： 碳纤维增强复合材料(CFRP)是先进飞行器中广泛使用的结构材料,其构件常通过机械连接应用于重要承力部位。这些结构在服役过程中需承受复杂的交变载荷,对其疲劳性能提出较高的要求。但CFRP构件中的结构孔在机械连接过程中易受螺栓的挤压作用,发生疲劳失效,影响飞行器的长期服役性能。针对上述问题,本研究提出一种CFRP孔挤压强化工艺,并通过仿真与实验结合的方式研究了挤压量对CFRP孔壁损伤和疲劳性能的影响,揭示了孔挤压工艺对CFRP/Ti连接件疲劳寿命的增益机理。研究结果表明,随着CFRP孔挤压量增加,挤压力不断增大,损伤也愈发严重。挤压量超过4%时发生严重损伤,损伤主要形式为0°层的纤维压缩断裂、90°层的纤维压弯断裂以及各层的基体压缩断裂损伤。孔挤压过程中压入的衬套可以降低CFRP/Ti连接件受载过程中螺栓对CFRP的挤压作用,减少应力集中,防止CFRP被压溃导致过早疲劳失效。挤压量为3%时,试样的疲劳寿命是普通试样的3.5倍,增益最为明显。挤压量过大所导致的过多初始损伤会使CFRP疲劳寿命增益受到抑制。

关键词： 钢纤维   玄武岩纤维   水泥基复合材料   抗压性能  

摘要： 通过实验优化钢纤维(Steel Fiber,SF)与玄武岩纤维(Basalt Fiber,BF)混掺体系,探究其对水泥基材料抗压性能的协同增强机制。结果表明:SF与BF体积比1∶1、总掺量1.0%~1.5%时,界面剪切强度达18.5MPa(较单掺提升28%~42%),抗压强度提升24%~28%(达53~55MPa)。SF通过宏观桥接抑制裂缝扩展,BF通过微观锚固延缓裂纹萌生,协同降低孔隙率至4.2%~4.5%。工程应用中,总掺量1.2%±0.3%时,体系耐腐蚀(氯离子扩散系数降低65%)、耐高温(600℃强度>80%),全寿命成本降低12%~15%,为多尺度纤维增强设计提供理论支撑。

关键词： 复合材料   栓接结构   多源因素耦合   形性融合   Vision Transformer(VIT)  

摘要： 针对复合材料栓接结构(CBJ)多源装配要素耦合作用下挤压极限预测难题及传统数值模拟效率低下等问题,提出一种基于Vision Transformer(VIT)框架的挤压极限快速预测方法。通过融合装配过程中几何形变参数与物理性能参数,构建多源装配参数空间与挤压极限的非线性映射模型。首先,针对复材栓接结构装配过程的几何参量和性能参量进行分析与建模;其次,创新开发基于VIT架构的CBJ-VIT深度学习网络,采用多头自注意力机制实现多模态装配数据特征融合;最后,以航天薄壁结构复合材料栓接装配体为研究对象进行了实例验证。实验表明:CBJ-VIT模型预测结果与有限元分析结果高度一致,单次预测耗时从传统数值模拟的12.0 h降至8.1 s。在定性和定量评价中,该模型相较传统非图像数据处理方法预测精度提升85.02%,较非VIT架构模型精度提高76.24%。

关键词： 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物   氢氧化铝   甲基乙烯基硅橡胶   协同阻燃   电子束辐照  

摘要： 为提升乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)的阻燃性能,使用双辊开炼机将EBA、氢氧化铝和甲基乙烯基硅橡胶混炼后压片成型,再使用电子束辐照交联制备得到电缆护套用阻燃EBA复合材料。通过红外光谱仪(FTIR)对复合材料进行表征,通过力学性能测试、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)、极限氧指数和锥形量热测试探索了不同氢氧化铝和甲基乙烯基硅橡胶质量比对复合材料力学性能、微观形貌、热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明,只添加氢氧化铝的复合材料拉伸强度下降,添加硅橡胶后拉伸强度和断裂伸长率在一定比例内保持不变,但超过一定比例后急剧下降;硅橡胶可以改善氢氧化铝与EBA之间的界面相容性,但添加过量的硅橡胶会导致复合材料均匀性变差;氢氧化铝和硅橡胶的引入提高了复合材料的热稳定性,但过量的硅橡胶会降低热稳定性;随着硅橡胶比例的增加,复合材料极限氧指数显著提高,但只有硅橡胶时,极限氧指数下降;氢氧化铝和硅橡胶的协同作用显著降低了复合材料的热释放速率峰值,最佳质量比为3∶1。

关键词： 复合材料   层状材料   国际专利分类(IPC)   专利案件   检索  

摘要： 在国际专利分类(IPC)体系中,复合材料成型技术是以树脂材料为基体,通过多层材料堆积复合而成的技术,涵盖原料、工艺和产品,而层状材料则是由扁平或非扁平薄层构成的产品。在实际专利检索过程中,复合材料与层状材料在产品形貌结构、原料来源以及制作工艺等方面存在诸多相似性,导致相关专利案件的分类号出现大量交叉融合现象,增加了检索难度。为了提高相关专利案件检索的效率与准确性,文章深入研究了复合材料与层状材料在IPC分类体系中的相关性,分析了二者在分类号上的交叉点及其成因,并提出了相应的检索策略与建议。

关键词： 邻苯二甲腈树脂   硼酚醛树脂   热固性树脂   纤维增强复合材料   耐烧蚀  

摘要： 硼酚醛树脂具有良好的加工性能和较高的残炭率,但其耐热性(初始热分解温度)仍有待进一步提高。邻苯二甲腈树脂是一类由邻苯二甲腈单体在活性氢固化剂作用下形成的高度交联型热固性树脂,具有极为优异的耐热性,但其普遍存在加工温度高、加工温度窗窄等问题。本文结合两类树脂优势,以双官能化邻苯二甲腈树脂和热塑性硼酚醛树脂为基体树脂,制备了连续玻璃纤维预浸料与复合材料层压板。通过差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TG)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、动态流变等手段研究了共聚树脂的热学性能和化学结构等。结果显示,等质量比共聚树脂较邻苯二甲腈树脂起始固化温度降低60℃以上,共聚树脂固化后初始热分解温度较硼酚醛树脂提高143℃。此外,采用共聚树脂制备的连续玻璃纤维复合材料具有良好的力学性能。综上所述,本文所报道的邻苯二甲腈-硼酚醛改性树脂是一类具有极大成本优势的耐超高温热固性树脂,有望在轨道交通、航空航天及电子封装领域获得应用。

关键词： 六方氮化硼   碳氢树脂   复合材料   导热性能   力学性能  

摘要： 散热是多层电路板设计中的关键性问题,其严重阻碍了器件向高功率化、高集成化和小型化方向的发展。因此,将不同含量的六方氮化硼加入碳氢树脂中,采用浸渍工艺制备碳氢树脂/SiO_(2)粘结片,研究不同的六方氮化硼含量对碳氢树脂/SiO_(2)粘结片的微观形貌、密度、导热性能及力学性能的影响。结果表明,随着六方氮化硼含量的提高,粘结片的热导率呈现上升的趋势,密度、力学强度均呈现先升高后下降的趋势。当六方氮化硼的含量为6%时,碳氢树脂/SiO_(2)粘结片的微观缺陷较少,具有较高的密度和力学强度,同时具有较好的导热性能,其密度为1.436 g/cm^(3),力学强度为12.6 MPa,热导率为1.16 W/(m·K),碳氢树脂/SiO_(2)粘结片的散热能力得到提高。

关键词： 索尔维   循环二氧化硅材料   韩泰轮胎  

摘要： 日前,韩泰轮胎有限公司(简称韩泰轮胎)与比利时索尔维集团(简称索尔维)在韩泰轮胎总部研发中心举行了签约仪式,双方将开展技术创新合作,共同开发循环二氧化硅材料。全球轮胎公司多采用从废弃稻壳中提取的稻壳灰二氧化硅,以增加轮胎中可持续原材料的含量。然而,由于稻壳密度小、体积大、运输成本高,给物流也带来了挑战。索尔维提出从多种材料来源开发循环二氧化硅的想法,与韩泰轮胎提升可持续材料应用的努力不谋而合,促进双方达成了战略合作。

关键词： 复合材料结构超级电容器   固态树脂基电解质   锂盐   离子液体   纳米改性  

摘要： 复合材料结构超级电容器(SSC)是一种新型的结构/储能一体化多功能复合材料,有望同时满足新能源汽车等交通工具对高效储能与结构承载的双重需求,具有广泛的应用前景。作为SSC的重要组成部分,固态聚合物电解质(SPE)肩负着载荷传递与离子传导的双重功能,很大程度上决定了SSC的储能与力学性能。高性能SSC要求SPE兼具优良的离子电导率及力学性能。然而,SPE的离子电导性能与力学性能往往相互制约。制备兼具优良离子电导性能与力学性能的SPE是当前开发高性能SSC存在的主要挑战。主要对SPE制备的研究现状进行较为系统的评述,重点介绍了锂盐/有机溶剂电解液型SPE、离子液体电解液型SPE、纳米增强改性型SPE的制备方法,分析了不同制备方法对SPE及SSC性能的影响,并进一步对SPE研制面临的挑战及未来发展趋势进行了展望。

关键词： 相变材料   垃圾废弃物   复合材料  

摘要： 日益严峻的气候变化、能源枯竭和环境污染等现实问题迫使有效再利用垃圾废弃物成为目前研究的重点。相变材料(PCM)作为一种极具潜力的蓄能材料,可广泛应用于建筑、医疗、食品、纺织以及农业等领域,对能源的合理利用与节能环保有着重要影响。近年来,许多研究将目光投入到垃圾废弃物在相变材料领域中的再应用并且已经证实垃圾废弃物再利用与相变材料的相结合能够有效增强和改善PCM的基本特性,从而具有较大的实际应用潜力。在此基础上,从垃圾废弃物的产出及处理现状出发,综述了垃圾废弃物在相变材料领域中的再利用,总结了实际应用中的一系列难题并对未来的发展方向进行了展望,为垃圾废弃物在相变材料领域中的再利用研究提供重要参考依据。