关键词： 碳纳米管   碳纤维复合材料   聚芳醚砜酮   导热性   力学性能  

摘要： 碳纤维增强高性能热塑性树脂基复合材料的低导热性限制了其在散热领域的应用。本文采用溶液浸渍与热压相结合的方法制备了碳纳米管@碳纤维/聚芳醚砜酮(CNTs@CF/PPBESK)复合材料。通过热导率测定仪及万能试验机对其导热系数和力学性能进行了测定,采用光学显微镜、扫描电镜对复合材料断口形貌进行了表征,通过动态力学分析测定了复合材料的玻璃化转变温度(Tg)和储能模量。结果表明:CNTs引入后,在复合材料中形成了导热网路,复合材料的导热系数提高到1.016 W/(m·K),比纯CF/PPBESK复合材料提高了72%。同时复合材料的力学性能也明显改善,与纯CF/PPBESK复合材料相比,CNTs@CF/PPBESK复合材料的弯曲强度(1695 MPa)、压缩强度(1001 MPa)、剪切强度(70 MPa)、拉伸强度(1696 MPa)分别提高了28%、37%、14%、17%。经测定,改性后的复合材料其Tg和储能模量也均有提高。

关键词： 知识图谱   纤维复合材料   机械强度   无损检测   红外热成像  

摘要： 针对纤维复合材料无损检测中的经验依赖性强、多缺陷识别冲突及定量评估精度不足等问题,本研究提出了一种基于知识图谱的机械强度无损红外检测技术。通过构建覆盖材料全生命周期的知识图谱,融合材料属性、历史缺陷特征与检测规则,结合动态热激励参数优化与智能诊断算法,实现了缺陷类型识别与机械强度退化评估的协同优化。实验结果表明:该方法显著提升了检测效率和复杂结构的适应性,为纤维复合材料的智能化质量评估提供了新范式。

关键词： 生物发酵法   小麦粉   浸渍   载钴生物质碳   催化降解  

摘要： 以小麦粉为原料,采用生物发酵法获得疏松多孔的团状生物质碳前驱体,热解碳化形成三维多孔碳材料。通过简单的浸渍-煅烧法制得三维块体状载钴生物质碳材料。通过XRD、FT-IR、TG-DTA、SEM、TEM等手段对产物进行了表征。结果表明,钴氧化物成功分散负载于三维生物质碳表面。制备的三维载钴生物质碳催化PMS产生非自由基和自由基活性基团对废水中甲基橙(MO)染料具有良好的降解活性。其中非自由基^(1)O_(2)对MO的降解过程起主导作用,其次分别是·O_(2)、SO_(4)·^(-)和·OH。载钴三维多孔生物质碳复合催化材料具有优良的循环再利用性。

关键词： TiB_(2)/7055复合材料   时效工艺   电化学腐蚀   摩擦磨损  

摘要： 采用光学显微镜、维氏硬度计、摩擦磨损实验机、电化学工作站、扫描电镜和透射电镜等研究了不同T6热处理工艺对TiB_(2)/7055复合材料的显微组织、硬度、摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能的影响。结果表明:经485℃固溶处理20min后,TiB_(2)/7055复合材料的显微组织呈等轴晶状,硬度相对于经其他固溶工艺处理的试样最高,为169.2 HV0.2;随时效温度从100℃、120℃升高至140℃,复合材料达到峰值时效所需的时间逐渐减小,峰值硬度分别为202、207和211 HV0.2;经120℃×24 h峰值时效处理后复合材料的耐磨性能和耐腐蚀性能均最好,磨痕深度以及磨痕宽度最小,阻抗弧半径和自腐蚀电位相对较高,自腐蚀电流密度相对较低;这是由于此时复合材料中的晶界处析出相呈粗大且不连续分布,同时晶界无沉淀析出带(PFZ)的宽度相对较小,导致其耐腐蚀性能更好。

关键词： 高密度聚乙烯   复合材料   玻璃纤维   增容剂   力学性能  

摘要： 【目的】优化复合材料配方以获得综合性能最优的材料体系,弥补单一材料的不足,满足复杂工况下的性能要求。【方法】以高密度聚乙烯(HDPE)粒料为原料,聚丙烯(PP)粒料为增强相,以马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)作为增韧剂,短切玻璃纤维(GF)作为增强剂,通过挤出和注塑成型技术制备HDPE/PP复合材料,并对其力学性能进行了分析。【结果】最优的复合材料配比为:HDPE用量100 phr、PP用量20 phr、PE-g-MAH用量10 phr、w(GF)=15%。与纯HDPE相比,此条件下制备的复合材料拉伸强度提高118.4%,冲击强度提高23.3%。【结论】通过共混技术实现了HDPE与PP的优势互补以及材料韧性和刚性的双重优化,短切玻璃纤维(GF)与增容剂的协同添加可显著提升复合材料力学性能,使得增强相PP与基体HDPE之间的界面相容性得到显著改善,能够满足复杂工况下的性能要求。

关键词： 复合材料   石墨烯掺杂的聚吡咯   钴镍双金属氢氧化物   电控离子交换   磷酸根   分离  

摘要： 采用两步电沉积法制备一种花簇状石墨烯掺杂的聚吡咯/双金属氢氧化物(PPy-G/Co Ni-LDH)杂化膜,使用XRD、SEM、XPS和TEM等手段表征其组成、结构和微观形貌。通过电控离子交换技术(Electrically switched ion exchange,ESIX)将其用于对水中PO^(3-)_(4)的吸附/脱附,采用电化学手段研究了磷酸盐浓度、吸附电位、酸碱性以及共存离子等因素对其吸附磷酸根离子性能的影响。结果表明,吸附电位和初始磷酸盐浓度的提高都使PPy-G/Co Ni-LDH对PO^(3-)_(4)的吸附量提高。在吸附电位为0.8 V条件下对10 mg·L^(-1)溶液中PO^(3-)_(4)的吸附量可达40.23 mg·g^(-1);在中性和微碱性条件下PPy-G/Co Ni-LDH的吸附性能良好;在7次循环吸附/脱附过程中,PPy-G/Co Ni-LDH的吸附稳定性较高。

关键词： CeO_(2)-Co_(3)O_(4)   碳   核壳及摇铃结构   亚甲基蓝   PMS活化   实验设计  

摘要： 围绕污水处理领域的前沿技术,设计了碳包覆CeO_(2)-Co_(3)O_(4)复合材料制备及其催化性能优化综合实验。实验融合了溶剂热反应、溶胶凝胶反应和模板法,制备出具有“核壳”及“摇铃”结构的复合材料;借助XRD、TEM、SEM、FTIR、N_(2)吸附-解吸附测试等表征手段剖析了材料的结构特性。研究了材料催化活化过一硫酸盐(PMS)降解亚甲基蓝(MB)的性能;建立了材料结构与性能间的联系,并基于最优材料,提出了其催化机制。该实验训练了学生对化学及材料学科知识的理解和综合运用能力,有助于培养他们的实践能力、自主创新意识和科学思维能力。

关键词： Ni-Cu/金刚石复合材料   电子束选区熔化   抗冲蚀性   磨耗比  

摘要： 为解决传统PDC钻头胎体材料制备方法带来的弊端并提高其性能,采用电子束选区熔化(electron beam selective melting,EBSM)技术成功制备能够用作PDC钻头胎体的Ni-Cu/金刚石复合材料试样,并系统研究金刚石含量对试样耐磨和抗冲蚀性能等的影响。结果表明,随金刚石体积分数增加,Ni-Cu/金刚石复合材料试样的致密度整体呈下降趋势,而其抗弯强度整体呈先减小、后出现一个基本保持不变的平台期、随后再迅速减小的趋势;当金刚石体积分数从10%增加到35%时,试样的磨耗比先逐步增加,在金刚石体积分数为25%时达到最大值1.09,后迅速减小;同时,在抗冲蚀试验中试样的质量损失随金刚石体积分数的增加呈先降低后升高的趋势,在金刚石体积分数为25%时获得最小值7.15 mg。因此,当金刚石体积分数为25%时,EBSM制备的Ni-Cu/金刚石复合材料的耐磨和抗冲蚀性能最佳。

关键词： 高性能热塑性树脂基复合材料  

摘要： 高性能热塑性树脂基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、高抗冲击、可回收及高效低成本制造加工等特性,成为航空装备等领域实现轻量化与高性能化的关键材料之一。随着新一代低熔融温度、低熔体黏度聚芳醚酮树脂的研发成功,以及热塑性复合材料激光加热原位成型等创新技术的问世,高性能热塑性树脂基复合材料在航空航天、人形机器人等领域的应用前景日渐清晰,有望逐步替代传统热固性树脂基复合材料与铝合金等金属材料,在航空装备主承力结构、人形机器人等领域实现规模化应用。

关键词： 复合材料壳   组合结构   粘弹性材料   有限元   固有频率   瑞利–里兹法  

摘要： 针对当前变体飞机变弯度柔性前缘较高的气动载荷和较大的变形需求的问题,本研究提出并设计了一种新型柔性蒙皮模型。首先,将柔性蒙皮模型设计为复合材料–粘弹性材料组合壳结构,基于瑞利–里兹法和有限元法分析得到系统的固有频率和模态振型,与理论值进行了对比。通过改变温度、耦合角度,在多个工况下进行结果分析,讨论了温度、耦合角度对组合壳结构的固有频率和振型的影响。研究发现,温度对固有频率的影响主要来自于温度导致的材料力学性能下降,小耦合角下对低阶频率影响较大,为提高柔性蒙皮性能提供了一种新思路。