关键词： 增材制造   墨水直写成型   陶瓷基复合材料   纤维强韧   航空航天  

摘要： 先进陶瓷及其复合材料凭借优异的性能已被广泛应用于航空航天领域,目前采用三维打印技术实现这类材料的快速低成本制备成为核心问题。与传统工艺相比,现有三维打印陶瓷材料普遍面临着脆性特征明显及损伤容限能低的问题,因此纤维复合陶瓷材料的三维打印技术成为研究热点。综述了近年来国内外基于墨水直写技术制备纤维强韧陶瓷基复合材料的技术路线及特点,围绕这类材料的组成成分、工艺路径与力学性能的关系,综合分析了不同陶瓷墨水的设计、纤维引入的方式、致密化工艺的选择、打印构件关键性能之间的有机联系,指出了当前的主要问题并对未来研究方向进行了展望。

关键词： 聚脲   自修复   氢键   亚胺键   导热   复合材料  

摘要： 开发能够快速修复的导热材料引起了越来越多的关注。然而,材料的导热性能与自修复性能一直难以平衡,制备具有自愈性的导热聚脲复合材料具有挑战性。为了解决这一难题,本文提出利用氢键和动态亚胺键的双动态网络构筑自修复聚脲(D-PUA)柔性膜。氢键和亚胺键的动态断裂和重构不断耗散能量,使DPUA具有良好的弹性和自修复性。实验结果表明:在短时间内(60℃、8 min)D-PUA膜上的划痕可完全修复,切断愈合72 h后拉伸强度的修复效率为84.62%。在动态聚脲基体中填充石墨烯(GNP)制备得到兼具自修复、导热性和可回收性的GNP/D-PUA复合膜。基于GNP本身的高导热性,负载量为10wt%时,复合膜的面内导热系数为2.57 W·m^(-1)·K^(-1),相对于本征膜提升了571%。GNP_(10)/D-PUA在90℃、60 min能够使划痕愈合,切断愈合72 h后拉伸强度的修复效率为83.94%。此外,由于动态键的存在复合膜经过5次热压重塑后,没有明显的机械损失,且面内热导率的回复率均在80.93%以上。

关键词： 无线通信   电子产品   微波吸收材料   电子设备   还原氧化石墨烯   微波辐射   吸收效率   可穿戴  

摘要： 无线通信的快速发展为我们的日常生活提供了极大的便利,同时也产生了不好的微波辐射。微波污染会导致对一些敏感电子设备的干扰,产生故障。长时间暴露在微波辐射下甚至可能对人体健康产生有害影响。因此,迫切需要高性能微波吸收材料来解决微波污染普遍存在的问题。具有柔性、质量轻、厚度薄、高吸收效率和宽吸收带宽的材料是实现可穿戴电子产品和航空航天领域各种应用的高标准要求。

关键词： 棉织物   复合材料   超疏水   抗菌   自清洁   低表面能物质  

摘要： 为了探究具有微纳米级粗糙度和抗菌性复合材料与无氟整理剂的协同作用,用于制备超疏水抗菌棉织物,采用乳液聚合法、水热法和光化学还原沉积法制备了壳聚糖(CS)负载二氧化钛(TiO_(2))和纳米银(AgNPs)的复合材料,并结合硅烷偶联剂聚二甲基硅氧烷(PDMS)用于浸渍改性纯棉织物,测试了改性棉织物的表面微观形貌、水接触角、表面元素组成、红外光谱、抗菌、自清洁和透气性。结果表明:改性后棉织物表面粗糙度增加,水接触角达到162°;改性后棉织物表面的官能团出现显著变化,红外光谱中出现疏水性基团-CH_(3)、-CH_(2)-和Si-O-Si的强振动峰,证明复合材料成功负载到棉织物表面;改性棉织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到99.99%和99.97%;改性后棉织物透气性略有下降,具有优异的防污性能和自清洁性能。

关键词： 隐锰钾矿   二氧化锰   复合材料   甲醛净化  

摘要： 经研究对Hummers法制备氧化石墨烯的后处理方法进行改进,制备了负载隐钾锰矿型MnO_(2)/石墨烯复合物(KxMnO_(2)@G),并研究了KxMnO_(2)@G对甲醛的催化降解作用。通过SEM、XRD、Raman光谱、TG等手段研究了KxMnO_(2)@G的形貌和结构,结果表明KxMnO_(2)@G是由KxMnO_(2)纳米颗粒和石墨烯片层组合而成,并显示出针对甲醛的良好降解效果:一方面石墨烯多孔结构能够有效吸附富集甲醛,另一方面石墨烯表面的KxMnO_(2)纳米颗粒可以有效降解甲醛。该研究为解决室内甲醛污染提供了一种可行的解决方案,具有良好的科学意义与应用前景。

关键词： Experimental mechanics   Digital image correlation method   Acoustic emission   Postcritical deformation   Polymer composite  

摘要： Creating conditions to implement equilibrium processes of damage accumulation under a predictable scenario enables control over the failure of structural elements in critical *** improves safety and reduces the probability of catastrophic behavior in case of *** damage accumulation in some cases leads to a falling part(called a postcritical stage)on the material’s stress-strain *** must be taken into account to assess the strength and deformation limits of composite *** image correlation method,acoustic emission(AE)signals recording,and optical microscopy were used in this paper to study the deformation and failure processes of an orthogonal-layup composite during tension in various directions to orthotropy *** elastic-plastic deformation model was proposed for the composite in a plane stress *** evolution of strain fields and neck formation were *** staging of the postcritical deformation process was *** signals obtained during tests were studied;characteristic damage types of a material were *** rationality and necessity of polymer composites’postcritical deformation stage taken into account in refined strength analysis of structures were concluded.

关键词： 垂直轴风力机   叶片   复合材料   结构设计   有限元分析  

摘要： 垂直轴风力机因其易大型化优势逐渐成为研究热点,但涉及结构方面的研究较为有限。因此,以5 MW垂直轴风力机为研究对象,提出了满足结构性能需求的叶片及支撑杆复合材料铺层设计方案。通过计算流体力学方法获得极端环境下气动载荷并加载至风力机表面,利用有限元方法对其进行静力学及模态分析。结果表明,提出的风力机叶片、支撑杆及塔架等主要结构部件在极端载荷下有足够的安全性,其最大位移位于叶片尾缘顶部,最大应力位于塔架与支撑杆连接处,最大应变位于与支撑杆接触的叶片腹板;停机迎风状态下垂直轴风力机风轮仍存在较强的扭转载荷特征;风轮工作频率小于风力机1阶固有频率,且其相对差超过10%,风轮在额定条件下不会发生共振。

关键词： 风力机叶片   仿生结构   复合材料   铺层设计   结构分析  

摘要： 为应对风力机叶片大型化带来的高结构性能需求,利用植物叶脉与叶片结构功能的相似性,借鉴植物叶片叶脉分布特征,提出一种新型风力机叶片铺层设计方法。通过计算流体力学与有限元方法对仿生叶片进行模态、结构强度及稳定性分析。结果表明:相较于传统叶片,仿生叶片固有频率增加且抗扭转特性更强;仿生叶片叶尖位移量大幅降低,表面应力值减小,但腹板应力有所增加;仿生叶片前六阶屈曲因子与传统叶片相比均有所增加,表明植物叶脉结构有利于提高叶片稳定性。该文可为风力机叶片大型化提供一定的参考价值。

关键词： 锂离子电池   负极   NiCoO_(2)   氟化碳   水热法   退火   导电网络  

摘要： 采用水热法结合退火工艺制备了NiCoO_(2)@氟化碳复合材料,并将其应用于锂离子电池负极。电化学测试结果表明,经过100次循环后NiCoO_(2)@氟化碳复合材料的可逆比容量仍保持在663.8 mA·h·g^(-1),显著高于NiCoO_(2)的482.8 mA·h·g^(-1)。该复合材料优异的电化学性能归功于氟化碳的包覆作用。氟化碳不仅提供了良好的导电网络,可以促进锂离子和电子的传输动力学,还通过引入碳缺陷,提供了更多活性位点,从而提高了复合材料的比容量。这项研究为制备具有良好电化学性能的锂离子电池负极材料提供了一种设计策略。

关键词： ZIF-8   制备   研究进展   防晒  

摘要： 沸石咪唑骨架-8(ZIF-8)由2-甲基咪唑和锌离子配位而成,是MOFs材料的分支之一,具有高比表面积、高孔隙率、热稳定性、易合成和生物相容性好等优点。综述了近年来ZIF-8的合成方法以及在吸附、分离、催化以及防晒等领域的应用,并对其在防晒领域的应用进行了展望。