关键词： 少层蛭石   Ce-MOF   催化氧化脱硫   蛭石/MOF复合材料   循环测试  

摘要： 利用热膨胀法先对蛭石进行膨胀,而后利用离子交换法、高速搅拌法对蛭石片层进行剥离,并对其进行碱刻蚀。同时制备出Ce-MOF-808,利用溶剂热法合成了蛭石/MOF复合材料。利用FT-IR、TG、SEM、XRD等对原矿蛭石、膨胀蛭石、少层蛭石和蛭石/MOF复合材料进行表征。同时以蛭石/MOF复合材料为催化剂对模拟油脱硫的催化性能进行测试,通过控制变量法探究酸的用量、催化剂质量、氧化剂用量、反应时间、反应温度等对脱硫效果的影响。结果表明,得到的最佳催化反应条件:催化剂质量为70 mg、H_(2)O_(2)用量为80μL、丙酮-盐酸用量为50μL、油浴加热温度为60℃,此条件下循环实验3次后,蛭石/MOF复合材料仍具备良好的催化性能。

关键词： 金属有机框架   纤维   复合材料   光催化   静电纺丝  

摘要： 针对金属有机骨架(如ZIF-8)光催化剂所存在的催化效率低、稳定性差等问题,制备了AgNPs@ZIF-8异质结纳米材料,采用丝网印刷技术将其负载于PVDF纳米纤维,构筑了高效且稳定的纳米纤维基异质结光催化剂。通过X-射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X-射线光电子能谱仪以及UV-Vis-NIR光谱仪等,表征材料结构,并通过光催化实验测试材料对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,AgNPs@ZIF-8展现出了比纯ZIF-8更优异的光电性能。当水流速度为500 mL/min,AgNPs@ZIF-8/PVDF复合纤维膜的光催化反应速率常数是纳米颗粒的2.6倍,对MB的降解率高达70%,且稳定性好。为水流驱动光催化处理工业废水的实际应用提供了实验室基础。

关键词： 锂离子电池   MXene   生物炭材料   负极材料   复合材料  

摘要： 采用改性酸刻蚀法和高温碳化法分别制备了MXene材料及棉花生物炭材料。通过SEM与XRD表征,筛选出MXene修饰棉花生物炭的适宜质量比,并进一步对材料进行充放电测试、循环伏安测试及交流阻抗测试,研究材料的电化学性能。结果显示,MXene材料在0.1 A/g电流密度下的首次放电比容量为434.3 mAh/g,而MXene/棉花生物炭(质量比1∶3)复合材料在0.1 A/g电流密度下的首次放电比容量可达到1486.60 mAh/g,该复合材料具有优异的电化学循环性能、倍率性能以及电导率,为MXene在锂离子电池中的应用提供了借鉴。

关键词： 3D打印   复合材料   声发射   小波包变换   损伤机理  

摘要： 连续纤维3D打印复合材料兼顾了复合材料的力学性能和极端复杂结构的打印工艺,具有较好发展前景。为探究纤维增强3D打印复合材料损伤演化行为和失效机理,制备了5%和15%芳纶纤维3D打印复合材料试件,开展了三点弯曲和声发射监测试验。结合小波包变换和k-means聚类算法,提出了芳纶纤维3D打印复合材料损伤模式识别方法,分析不同芳纶纤维含量对3D打印复合材料的损伤机理影响。结果表明:与试样A(5%纤维含量)相比,试样B(15%纤维含量)的最大载荷提高了29%。由于试件A纤维含量少,内部三角形填充结构最先发生严重的基体开裂和分层损伤,最终引起芳纶纤维断裂,而试样B损伤主要集中在弯曲加载后期。该方法为纤维增强3D打印复合材料失效分析提供了思路。

关键词： 秸秆   纳米纤维   植物纤维   农业废弃物   复合材料  

摘要： 面对环境污染和资源枯竭的双重挑战,迫切需求资源创新。农业废弃物如秸秆来源纤维因其来源广泛、可再生、可降解等优势,在多个领域具有巨大的应用潜力。对农业秸秆来源纤维纳米化以及天然纳米纤维素复合材料制备相关进展进行概括,以期为促进农业废弃物来源类纳米材料领域的研究及应用提供参考依据。

关键词： 动力电池   底部球击   模型标定   复合材料   台架试验  

摘要： 动力电池包安装在电动汽车的底部,离地间隙通常只有十几厘米,底部容易磕碰导致电池包起火。为兼顾轻量化与防护性能要求,本文选用聚丙烯加玻纤(PPA)、芳纶、泡沫铝板等几种可以作为电池包底板的新型材料进行研究。对材料进行板材级挤压测试,根据试验结果对仿真模型进行修正,得到力学参数。进行整包的底部球击测试,得到不同材料的电芯侵入量和变形模式。仿真和测试结果表明,8 mm PPA复合材料(8 mm为厚度)的电芯侵入量最小,且质量相对较轻,满足性能要求。此研究对电池包的底部防护设计提供了参考,具有工程借鉴意义。

关键词： T91/TP304H异种钢焊接接头   长时服役   微观组织老化   力学性能衰退   剩余寿命预测  

摘要： 针对已运行近9.3万小时的T91/TP304H亚临界锅炉过热器管道的异种钢焊接接头,借助金相显微镜、维氏硬度计、万能试验机和扫描电镜等仪器设备,系统开展了微观组织观察、力学性能测试和蠕变持久性能分析。研究发现,经过长时间高温服役后,T91和TP304H钢管试样的组织均表现出显著的老化特征。具体而言,T91侧晶界析出了M23C6相、Laves相和MX相,TP304H侧晶界析出富Cr的M23C6相,接头组织老化级别均为3~3.5级;高温拉伸试验与蠕变持久试验断裂位置均在T91侧熔合线附近,表明该区域为接头薄弱区。此外,通过温度曲线推算法估算出T91侧预估剩余寿命为55000 h,TP304H侧预估剩余寿命为50500 h,但接头整体性能已劣化,安全运行可靠性下降。

关键词： 桥梁工程   混凝土   力学性能   耐久性能   混合   腐蚀   复合材料  

摘要： 桥梁工程要求混凝土具有良好的力学性能和耐久性能,为了提高混凝土的力学性能和耐久性能,制备了单掺和混掺钢纤维和聚丙烯纤维的混凝土试件,通过测试混凝土试件的抗压强度、抗折强度和抗拉强度评价其力学性能,耐久性能通过硫酸盐干湿循环和冻融循环进行评价。结果表明:当单独掺入钢纤维或聚丙烯纤维时,混凝土的力学性能均有改善,当纤维的质量掺量为0.6%时,其力学性能基本达到最佳;为进一步改善混凝土的力学性能,在混凝土试件中同时掺入钢纤维和聚丙烯纤维,当钢纤维质量掺量为0.6%、聚丙烯纤维的质量掺量为0.4%时,混凝土的力学性能达到最佳,且经过30d硫酸盐干湿循环和60次冻融循环后,其抗压强度和质量并没有发生明显下降。

关键词： 材料物理实验   实验课   Fe_(3)O_(4)/C纳米复合材料   微波吸收性能  

摘要： 为了改善材料物理实验课程的教学效果,以Fe_(3)O_(4)/C纳米复合材料的制备及其微波吸收性能分析为例,探讨了材料物理实验的创新设计与实践.在实验课程中,将纳米复合材料制备实验,X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜结构表征实验,以及矢量网络分析仪性能分析实验5个常规实验项目相结合,形成了一个科研驱动式的创新型综合实验课.研究表明,该实验创新设计与实践能够充分提高学生的创新思维、实践技能和团队协作能力,进而可促进学生全面发展和提高高校实验课程的教学质量.

关键词： 玻璃纤维增强复合材料   水下防护罩   损伤准则   吊装  

摘要： 通航区域和水下生产区域会出现交叉重叠现象,船舶的抛锚会可能会对水下生产系统产生冲击破坏,本论文设计了一种玻璃纤维增强复合材料防护罩对水下生产系统进行保护。文中利用有限元软件ABAQUS,基于Hashin损伤准则对防护罩吊装工况下进行结构分析,在四个吊点都完好的情况下结构并没有发生损伤,三个吊点的情况下在进行吊点处铺层增加后,除了基体拉伸损伤为1.12其余三种损伤都小于1,两个吊点情况下,对吊点进行加强后基体拉伸损伤指数降低了78.8%为2.33,所以在吊装过程中需要注意吊点的安全。