关键词： 声学   隔声   人工神经网络   复合材料   层合板   性能预测  

摘要： 面向纤维增强复合材料层合板隔声设计需求,应用正交试验方法设计18组对称铺设复合材料层合板结构,并以基于切比雪夫多项式展开的半解析法对复合材料层合板结构在10~1500 Hz频率范围内的传声损失进行预测。以单层厚度、纤维铺设角度作为人工神经网络的输入,复合材料层合板结构1/3倍频程传声损失作为输出,分别建立前馈(Back Propagation,BP)神经网络、径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络和广义回归(General Regression,GR)神经网络预测模型。结果表明,RBF神经网络的预测效果最好,均方根误差仅为1.0937,GR神经网络和BP神经网络的预测效果逊于RBF神经网络,均方根误差分别为2.6499和2.9697。最后,基于分析结果构建具有良好局部预测性能的神经网络模型以用于复合材料层合板结构的隔声性能预测。

关键词： 高分子材料   聚苯胺   海绵  

摘要： 聚苯胺复合材料近年来成为导电高分子材料研究的热点。海绵作为基体,通过聚合法制备出了聚苯胺海绵复合材料。利用红外光谱分析证明复合材料制备成功。通过延长沉积时间和反复沉积聚合聚苯胺/海绵复合材料,通过SEM表征,发现聚苯胺在海绵上生长。在其他参数不变的情况下,随着聚苯胺聚合时间的延长或沉积次数的增多,海绵中聚苯胺生长越多,进而提升了聚苯胺/海绵复合材料的导电性能。

关键词： 生物复合材料   热固性材料   航空航天   加固材料   环境影响   溶解法   天然纤维   碳纤维  

摘要： 新的研究表明,溶解比热解对碳更友好。为了响应航空业通过使用生物复合材料来减轻其对环境影响的趋势,两个研究中心——西班牙的Aimplas和荷兰的TNO——合作进行了一项新的研究,研究这些生物复合材料的化学回收的不同方法。生物复合材料使用天然纤维和可再生树脂作为加固材料。然而,由于人们对这些热固性材料的不熟悉、它们的异质性以及它们缺乏具有高市场价值的碳纤维这一事实,使得很难找到一种有效的报废解决方案。

关键词： T800碳纤维   PEEK树脂   复合材料   原位成型   容器  

摘要： 采用激光原位铺放方法,制备了CF/PEEK复合材料层合板和压力容器,并通过内压爆破试验,对CF/PEEK压力容器的内压承载性能进行了表征。结果表明,研制的CF/PEEK压力容器有效爆破压强为18.33MPa,容器特性系数为40.3km,具有较为优异的内压性能。

关键词： 聚醚醚酮   聚四氟乙烯微粉   三层复合材料   喷涂-轧制复合工艺   摩擦磨损性能  

摘要： 通过喷涂-轧制复合工艺制备了不同质量分数聚四氟乙烯(PTFE)微粉改性的聚醚醚酮(PEEK)基三层复合材料,采用箱式炉对复合材料试样进行了烧结,对试样进行干摩擦端面摩擦磨损试验,研究了PTFE添加量对PEEK基三层复合材料摩擦学性能的影响,对试样显微硬度、结合强度、摩擦系数、磨损量、表面以及磨痕形貌进行了表征。结果表明:PTFE含量增加会降低PEEK涂层的硬度和结合强度,同时会显著降低PEEK涂层的干摩擦系数,但PTFE含量增加到40%后,表面显微组织能观察到PTFE团聚严重,使干摩擦系数和磨损量先减小后增大,磨痕显微组织则表明样品由黏着磨损转为磨粒磨损。

关键词： 无机陶瓷纤维   Al_(2)O_(3)纤维   晶须   界面增强   复合材料  

摘要： 氧化铝(Al_(2)O_(3))纤维基复合材料是广泛应用于航天航空领域的隔热材料,但Al_(2)O_(3)纤维与复合基体间的弱界面结合导致的界面失效会极大地影响纤维增强效果,通过真空浸渍和冷冻干燥技术在Al_(2)O_(3)纤维表面生长莫来石晶须可以有效解决此问题。文章采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射分析(XRD)对莫来石晶须的表观形貌、晶型结构进行分析,探讨了碱硅胶用量对晶须生长形貌的影响,最后将其与SiO_(2)气凝胶复合研究Al_(2)O_(3)纤维/莫来石晶须的界面增强对复合材料力学性能的影响。结果表明:碱硅胶用量为2.8 mL的莫来石晶须形貌最佳,直径约为60 nm,与标准卡片对比证明所长晶须确为莫来石晶须。生长莫来石晶须的Al_(2)O_(3)纤维/莫来石晶须增强SiO_(2)气凝胶在10%应变的加载下压缩强力为38.3 kPa,较生长前提高了70%。

关键词： GNPs/AZ31   石墨烯   时效   析出相   织构强度  

摘要： 为研究时效对石墨烯纳米片/镁基复合材料(GNPs/AZ31)力学性能的影响,对GNPs/AZ31进行了300℃固溶1 h和200℃分别时效4、8、12、16、20、24 h的热处理,并开展不同时效时间下的GNPs/AZ31微观组织表征与拉伸力学性能试验研究。单轴拉伸力学试验发现,随着时效时间的增加,GNPs/AZ31的力学性能呈现出先增加后减小的趋势,在时效时间为20 h时的综合力学性能最好,抗拉强度、屈服强度、延伸率、断裂功和显微硬度分别为381 MPa、258 MPa、23.7%、76 J/m^(3)和75.7 HV,比未处理的GNPs/AZ31复合材料分别提高了9.5%、4.5%、13.9%、24.6%和37.6%。微结构表征试验结果表明,随着时效时间的增加,GNPs/AZ31内第二相(Mg_(17)Al_(12))的析出数量明显增加,并且时效过程均以增加粒径小于1.0μm的小尺寸颗粒的连续析出为主;XRD图谱显示,随着时效时间的增加,Mg_(17)Al_(12)相衍射峰强度得到加强,GNPs/AZ31的(0002)基面织构强度得到提高。本研究可为改善GNPs/AZ31的综合力学性能提供重要的试验数据。

关键词： 陶瓷基复合材料   空间环境紫外辐射   辐射侵蚀   微观组织结构   弯曲力学性能  

摘要： 在波长为200~400 nm、最低温度为-50℃、辐射度为3.0 W/m^(2)的紫外辐射环境下,对SiC/(C_(f)/SiC)陶瓷基复合材料分别进行0、10、30、60、120 h辐射实验,结合微观组织结构、组分与力学性能演变情况,研究了紫外辐射服役环境对SiC/(C_(f)/SiC)陶瓷基复合材料的影响。结果表明,相比于未受紫外辐射的SiC/(C_(f)/SiC)陶瓷基复合材料,当紫外辐射10 h后,SiC/(C_(f)/SiC)陶瓷基复合材料的弯曲强度和模量均有小幅度增加;当紫外辐射超过30 h后,随着辐射时间进一步增加,弯曲强度先增加后降低,而弯曲模量持续降低并且材料表层的裂纹缺陷基本呈现出尺寸和数量均增加的趋势,表明紫外辐射进一步损伤了材料内层。紫外辐射前后SiC/(C_(f)/SiC)陶瓷基复合材料均表现为台阶状的弯曲断裂行为。未进行紫外辐射的SiC/(C_(f)/SiC)陶瓷基复合材料断口以纤维断裂为主;紫外辐射10 h的试样表现出与未辐射试样类似的断裂形貌且纤维受侵蚀不明显;紫外辐射30 h后,试样断口除发现碳纤维断裂现象外,还可发现明显的碳纤维拔出和界面层脱壳现象,碳纤维受到的侵蚀作用较明显;紫外辐射120 h后,SiC/(C_(f)/SiC)陶瓷基复合材料内部碳纤维受到的侵蚀作用进一步加剧,界面层剥离严重,碳纤维端头呈现针状结构。

关键词： 单向C_(f)/SiC复合材料   单颗磨粒划擦试验   声发射信号   材料去除机理  

摘要： 为研究单向C_(f)/SiC复合材料划擦去除机理,采用单颗金刚石磨粒开展准静态划擦试验,分析不同压痕载荷下划擦材料的声发射信号变化,结合SEM形貌分析材料的去除行为和划擦去除机理。试验结果表明:声发射信号强度随着压痕载荷增加而增强,相同参数下SB方向信号值更大,信号波动更剧烈。结合声发射信号与SEM形貌分析,得出材料在不同方向的划擦去除行为,材料以脆性去除为主,SA方向纤维以拉伸断裂和纤维拔出为主,SB方向纤维主要断裂方式为弯曲断裂和剪切断裂。根据SEM形貌分析,阐述去除行为的形成过程,即解释材料划擦去除机理。

关键词： CNT/PDMS   复合材料   直写打印   传感性能  

摘要： 针对复合材料的制备需求以及具有导电性能的碳纳米管(CNT)-聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料在柔性传感方向的使用需求,利用直写打印与复合材料制备相结合,研究了CNT/PDMS复合材料的直写打印工艺及测试了其传感性能。在实验中,配制了不同CNT含量的打印墨水,通过测试其自举性及导电性得到CNT含量为7%的墨水在打印时出丝顺畅且能打印复杂结构。优选200 kPa的挤出气压、20 mm/s的打印速度进行打印。通过对不同形状的网格打印效果和导电性进行测试,选择60%密度的网格进行打印。为了提高固化后的导电性,选择80℃,加热2 h进行固化。在此基础上,打印CNT含量不同的网格结构,测试其灵敏度在0~10 kPa范围内变化相对明显,往后加压电阻变化率增长速度放缓;对材料往复施加不同压力,其稳定性良好;将不同质量砝码间歇式的压在网格结构上时,测试得该复合材料的传感分辨率良好。这为后续研究直写打印技术制备复合材料打下了良好的基础。