关键词： 风力机叶片   复合材料   流固耦合   极端运行阵风   数值模拟  

摘要： 基于CFD及有限单元法,利用ANSYS Workbench平台的Fluent与Transient Structural模块,对NREL 5 MW风电机组复合材料叶片在极端运行阵风下的气动特性及结构力学特性进行研究。结果表明:风轮气动载荷受极端运行阵风的影响较大,极端运行阵风作用下,风力机转矩及轴向推力等随风速的变化出现较大幅值的响应且响应峰值较阵风峰值均有所提前;叶片位移随风速的变化在峰值风速的前后出现大小两个峰值;在风速达到峰值时,与均匀来流阶段相比,叶片表面应力整体增幅较大。

关键词： 聚氨酯树脂   碳纤维   缠绕   室温固化   复合材料性能  

摘要： 为满足行业“绿色化、低碳化、智能化”发展战略,采用韧性好、固化快、耐腐蚀、无苯乙烯溢出的聚氨酯树脂缠绕成型碳纤维复合材料。为研究聚氨酯/碳纤维复合材料缠绕成型工艺、固化机理和性能,进行树脂基体及复合材料理化性能、热力学性能及力学性能试验,由试验结果可知,采用自动化缠绕成型工艺、室温固化方法制备的聚氨酯/碳纤维复合材料性能良好,质量稳定,生产效率高,节能,低碳,环保。

关键词： 磷建筑石膏   玄武岩纤维   长度混杂   力学性能   工作性能  

摘要： 为了探究不同长度的玄武岩纤维(BF)共同作用时对磷建筑石膏基复合材料(PBGCM)的影响,在磷建筑石膏中加入不同长度的混杂BF,得到混杂纤维增强PBGCM。通过正交试验,从直观分析、极差分析、方差分析对其力学性能和工作性能及不同纤维长度的协同作用机理进行了研究。结果表明:3 mm和15 mm BF混掺对PBGCM的力学性能增强效果往往比3 mm和15 mm BF单掺更好;PBGCM的最大绝干抗压强度、绝干抗拉强度、绝干抗折强度分别比未掺纤维的磷建筑石膏高50.10%、122.15%、79.43%;3 mm和15 mm BF混掺对PBGCM的工作性能减弱效果小于15 mm BF单独加入。3 mm BF对PBGCM的力学性能和工作性能都有极显著的影响;15 mm BF除对其绝干抗压强度没有显著影响外,对其他性能均产生极显著的影响,且影响效果比3 mm BF更大。

关键词： SiC_(p)/Al复合材料   碳化硅含量   表观密度   硬度   导热系数  

摘要： SiC增强铝基复合材料因具有高比强度、高导热与高耐磨等性能而被广泛应用于航空航天、电子封装与交通运输等领域。本文采用热压烧结法制备了SiC颗粒增强铝基复合材料,研究SiC含量对铝基复合材料微观组织及力学性能的影响。用X射线衍射、阿基米德排水法、洛氏硬度分析与三点抗弯法测定试样的物相组成、表观密度与力学性能,用SEM分析试样微观形貌,用激光闪射法测定导热系数。研究结果表明,随SiC颗粒体积分数从0%增加到60%,试样的硬度先增大后降低,在SiC体积分数为50%时达最大值,为90 HRB。试样的导热率先增加后降低,在SiC体积分数为30%时达到最大值,为324.05 W/(m·K)。随SiC体积分数增加,金属基体与增强体结合紧密,无明显孔隙。当SiC体积分数增加到60%,试样孔隙率增加,致密度降低,强度下降。

关键词： 二氧化钛   溴氧化铋   复合材料   微波法   光催化  

摘要： 为了提高BiOBr的可见光光催化性能,利用微波法将不同物质的量比的TiO_(2)与BiOBr进行复合形成TiO_(2)-BiOBr,研究催化剂TiO_(2)-BiOBr对有机污染物罗丹明B降解效果的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见吸收光谱(UV-vis)等手段对所制备的催化剂进行表征。结果表明:相较于纯TiO_(2)和BiOBr,TiO_(2)-BiOBr在可见光区的光催化能力有了较大提高且可见光催化降解效率最高的物质的量比为n(TiO_(2))∶n(BiOBr)=1∶12。TiO_(2)-BiOBr复合催化剂光催化活性的提高是由于TiO_(2)粒子在BiOBr层状结构上附着并使结构向外生长,有利于具有光催化活性的BiOBr(110)晶面产生优势生长;TiO_(2)和BiOBr之间形成了独特的异质结构,两者都有效地提高了光生电子与空穴的分离效率。

关键词： 非局部理论   Eshelby-Mori-Tanaka方法   弯曲   屈曲   碳纳米管增强复合材料  

摘要： 考虑碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)的尺度效应,研究宏观尺度下碳纳米管增强复合材料(carbon nanotubes reinforced composites,CNTRCs)梁的弯曲和屈曲行为。在EMT(Eshelby-Mori-Tanaka)方法的基础上,利用非局部理论提出了可表征CNTs尺度效应的非局部EMT本构模型。根据Timoshenko梁理论,采用哈密顿原理得到CNTRCs梁的静力学微分方程和边界条件。求解简支边界条件下CNTRCs梁的弯曲响应和极限屈曲载荷,并与文献进行对比验证所建模型和求解方法的正确性。分析了CNTs的尺度效应参数和体积分数以及复合材料梁的长细比等因素对简支CNTRCs梁弯曲响应和极限屈曲载荷的影响规律。结果表明,考虑CNTs的尺度效应会削弱结构等效刚度,且CNTs体积分数和尺度效应参数对大长细比CNTRCs梁的弯曲响应和极限屈曲载荷的影响幅度较大。

关键词： 金刚石/铜   表面掺杂   封端金刚石   结合强度   态密度  

摘要： 采用基于密度泛函理论的材料模拟程序CASTEP模块,研究B、N、Si掺杂对金刚石表面结构的影响。结果表明,B、N、Si的掺杂可以改变金刚石表面的电子状态,其中硼原子会与碳原子形成强的键合作用,而硅和氮原子则形成弱的键合作用。并以B、N、Si封端金刚石作为增强体,分析掺杂金刚石对金刚石/铜复合材料的影响,结果表明,对金刚石进行表面掺氮和掺硅可以提高金刚石/铜界面的结合强度,其中掺氮的效果最好。电子态密度表明,掺杂金刚石表面第一层原子在费米能级附近的电子状态分布对电子-声子耦合有利。

关键词： 负极材料   水热法   Sb_(2)MoO_(6)   电化学性能   锂离子电池  

摘要： 以三氟化锑和钼酸铵为锑源和钼源,采用水热法制备出锑钼锑(Sb_(2)MoO_(6))和Sb_(2)MoO_(6)/纳米碳管(CNTs)复合物,利用苯胺聚合在Sb_(2)MoO_(6)和Sb_(2)MoO_(6)/CNTs上继续包覆聚苯胺(PANI)得到Sb_(2)MoO_(6)@PANI (Sb_(2)MoO_(6)/CNT)@PANI。采用XRD、SEM、EDX等手段对样品结构和形貌进行表征,结果发现制备的Sb_(2)MoO_(6)为不均匀的长为10μm的棒状形貌,而CNTs复合后的Sb_(2)MoO_(6)形貌变成厚约为100 nm的片状。作为锂离子电池负极材料,对所有合成的样品进行电化学性能测试,探讨CNTs复合和聚苯胺(PANI)包覆对Sb_(2)MoO_(6)样品的电化学性能的影响。结果表明:Sb_(2)MoO_(6)@PANI、Sb_(2)MoO_(6)/CNTs、(Sb_(2)MoO_(6)/CNTs)@PANI样品的电化学性能均优于Sb_(2)MoO_(6),其中(Sb_(2)MoO_(6)/CNT)@PANI具有最佳的电化学性能。(Sb_(2)MoO_(6)/CNT)@PANI在电压范围为0.01~3 V、电流密度为100 mA·g^(-1)条件下,循环100圈后,放电比容量为650 mAh·g^(-1)。CNTs复合和PANI包覆后的Sb_(2)MoO_(6),颗粒粒径大大降低,还增加了钼酸锑的导电性(阻抗161Ω),在电化学循环过程中有效延缓了Sb_(2)MoO_(6)材料的体积崩塌。

关键词： 碳纤维复合材料   航空领域   制备技术  

摘要： 航空用碳纤维复合材料因其出色的强度、轻量和耐腐蚀性能而在航空领域得到广泛应用。本文通过介绍碳纤维的制备过程,包括碳化和纤维拉伸以及复合材料的制备方法,如预浸法和自动化制备技术。针对其性能,着重分析了其在强度和刚度、轻量化特性以及耐腐蚀性能方面的表现。这些关键性能使其成为航空器零部件和航天器部件的理想选择。

关键词： 保鲜   新鲜度   膜   纳米二氧化钛   市售液态奶  

摘要： 随着食品包装在食品品质安全中扮演越来越重要的角色,新鲜度指示材料已成为当下的研究热点。一方面可以阻隔微生物的进入,有效抑制微生物的滋生和繁殖,确保食品包装内部环境的稳定性,进而改变食品品质;另一方面,它可以监测并指示包装内部的环境变化反馈食品品质信息。本文以食品级高分子材料高直链玉米淀粉(HAMS)、聚乙烯醇(PVA)为主要原料,负载复合型pH指示剂MR-BB(甲基红与溴百里酚蓝混合物),利用超声分散法将高抑菌性的纳米二氧化钛(nano-TiO_(2))分散于其中,同时利用交联剂甘油、疏水剂尿素,构建高分子三维立体网状结构,优化其物化性质。用溶液聚合和流延成膜的方法制备具有p H响应性的纳米保鲜-食品新鲜度指示材料(AFIF)。综合各项基础性能可知,高直链玉米淀粉和PVA添加量的体积比为7∶3,甘油添加量为2%,尿素添加量为2%。构筑牛奶新鲜度下降的环境模型(二氧化碳气氛),通过数据对比和优化AFIF膜的p H响应性的灵敏度及其准确性,可知MR-BB最佳体积比为1∶2,最佳添加量为6%。对AFIF膜的抑菌性能以及对市售牛奶的保鲜性能进行分析,当nano-TiO_(2)的添加量为0.15 g时(每100 mL膜液),抑菌率可高达80%左右。实际应用结果表明,常温贮藏时,非抗菌型AFIF膜组在36 h后液态奶失去可食用价值,而AFIF膜包装的牛奶仍保持较好的品质,直到72 h,该组液态奶失去食用价值,此时AFIF膜对变质牛奶的检出时间为3 min 35 s,膜颜色由蓝绿色(初始)转变为深黄色,初始变色面积为10%(膜面积为9 cm^(2)),变色完成时间为33 min 31 s,色差值可达5.91。AFIF膜对市售液态牛乳具有明确的保鲜和新鲜度指示功能。