关键词： High-G droplets   Composite substrate   Wetting profile   Hypergravity condition   Scaling law   Energy distribution  

摘要： The wetting phenomenon of composite substrates in hypergravitational environment has a huge application in electronic devices and astronaut healthcare in aerospace missions. In the present contribution, the governing equation of high-G droplets on the composite substrate is firstly established in the hypergravitational environment. Meanwhile, the apparent contact angles at the contact line between droplets and substrates with different stiffness gradients are achieved. Then, we analyze the effects of hypergravity factor and the substrate stiffness on the wetting profile of high-G droplets. By introducing the droplet volume and contact angle into the Bond number, the scaling law of the high-G droplet profile is established, and we find that the contact radius of the droplet R/S-0.5 has a linear relationship with rho omega(2)rl(2)S/(gamma(LV)theta), while the droplet height H/S-0.5 has a power-law relationship with rho omega(2)rl(2)S / (gamma(LV)theta). Finally, we explain the profiles of high-G droplets during the wetting process by illustrating energy components of the entire system and find that the substrate with positive triangular stiffness and inverted triangular stiffness show opposite evolution laws. On a substrate with inverted triangular stiffness, the gravitational potential energy is more dominant.

关键词： Porous metal-matrix nanocomposite   Graphene nanoplatelets   Rotating microbeams   Modified couple stress theory   Dynamics   Thermal buckling  

摘要： A comprehensive dynamic model for thermal buckling, elastic vibration and transient response analysis of rotating nano-composite porous metal-matrix microbeams reinforced with graphene nanoplatelets (GNPs) under a uniform thermal gradient is proposed. Various pore distribution patterns are considered together with different GNPs dispersion rules according to the specific functions. The extended rule of mixture and Halpin-Tsai micromechanics model are employed to evaluate the effective material properties of the nanocomposites. Based on the modified couple stress theory and the improved third-order shear deformation theory, the dynamic equations of the rotating microbeam are established by the Lagrange's equation. The Chebyshev-based Galerkin method is adopted to discretize these equations, which are then solved by the complex modal analysis and Runge-Kutta-Merson method. Convergence study and comparisons with previous literature are conducted for validation of the present method. A parametric study performed analyzes the effects of angular velocity, thickness-to-length scale parameter ratio, porosity coefficient, weight fraction and geometry of GNPs together with distribution patterns of GNPs and pore on the critical buckling temperature rise, fundamental frequency and time-dependent response of the rotating nanocomposite microbeams. The results reveal significant effects of these parameters on the relevant mechanical behaviors, some of which are even contrary to expectations. Therefore, it is necessary to further study this kind of rotating nanocomposite structures for the optimal design.

关键词： Ti-Ta基复合材料   表面纳米化   表面机械碾磨处理   抗辐照性能   力学性能  

摘要： 对Ti-Ta基复合材料进行表面机械碾磨处理,有望提高材料的抗辐照性能和力学性能,借助XRD、SEM、TEM从微观组织、晶粒尺寸等方面分析SMGT对Ti-Ta基复合材料表面纳米化效果的影响。利用显微硬度计和拉伸试验机验证强化效果,通过断口观察分析断裂机理。实验结果表明,经SMGT处理后在Ti-Ta基复合材料表层形成梯度纳米结构,其中外表层晶粒尺寸最小约为12.1 nm,塑性变形机制为位错切割机制。SMGT后Ti-Ta基复合材料的显微硬度和抗拉强度最高可达440 HV和1097.528 MPa。

关键词： ZIF-L咪唑酸盐框架材料   ZIF-L@Ag复合材料   抗菌材料  

摘要： ZIF系列是类沸石的咪唑酸盐框架材料.ZIF-L是Zn^(2+)与2-甲基咪唑的N原子配位后自组装形成的材料,具有良好的加载和吸附能力.通过水溶液合成方法,合成了叶状ZIF-L,并与Ag纳米颗粒(NPs)吸附结合,形成叶片状ZIF-L@Ag复合材料.通过最小抑制浓度(MIC)、CFU计数法分析,发现ZIF-L@Ag复合材料对耐碳青霉烯铜绿假单胞菌表现出了优异的抗菌性能.细胞膜通透性测定结果表明,ZIF-L@Ag NPs复合材料能够改变细菌细胞膜的通透性.

关键词： 纳米混粉   电火花-电解复合加工   SiC_(p)/Al复合材料   小孔加工   加工特性  

摘要： 为实现金属基复合材料的高效加工,以SiC_(p)/Al为工件,采用混入活性剂纳米颗粒的低浓度盐溶液作为工作液,开展纳米颗粒混粉电火花-电解复合加工小孔实验,调整了工作液配比和电加工参数值,研究了电参数如峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔以及不同纳米颗粒、工作液电导率对材料去除率和加工孔锥度的作用规律。结果表明:增加峰值电流和脉宽,可提高材料去除率、降低加工孔锥度;加工孔锥度随着石墨烯、W粉末体积浓度和粒径增加而降低,Al_(2)O_(3)粉末与之相反;石墨烯、W粉末工作液在较高电导率时提高材料去除率,Al_(2)O_(3)粉末工作液的材料去除率最高,加工孔锥度随着电导率增加而增大,证明通过调控工艺参数可有效调控加工效率和加工精度。

关键词： 纳米金刚石   聚己内酯   磷脂   溶液浇铸法   MC3T3-E1细胞   成骨分化   骨组织工程  

摘要： 背景:聚己内酯因具有良好的加工和降解性能在骨组织工程中得到广泛应用,但其较差的亲水性及机械强度并不能为成骨细胞提供良好的生长环境。目的:制备聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合材料,评估其生物相容性和体外促成骨分化能力。方法:使用磷脂对纳米金刚石进行改性,以聚己内酯为原材料,采用溶液浇铸法制备含不同质量比例(0%,2.5%,7.5%,10%)纳米金刚石-磷脂的聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合膜,使用聚己内酯/纳米金刚石膜进行对比,通过对各组材料表面形貌、元素组成、力学性能及水接触角的观察,选取理化性能较佳的复合膜。将MC3T3-E1细胞分别接种于纯聚己内酯膜、聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜及聚己内酯/7.5%纳米金刚石膜,检测细胞增殖、黏附及成骨分化能力。结果与结论:①通过扫描电镜及表面元素组成证实聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合膜制备成功,与纯聚己内酯膜相比,聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜的拉伸强度提高了86.06%,弹性模量提高了54.76%,水接触角降低至70.0°,显示出良好的理化性能;②CCK-8检测结果显示,相较于纯聚己内酯膜、聚己内酯/7.5%纳米金刚石膜,聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜可促进MC3T3-E1细胞的增殖;鬼笔环肽染色显示,相较于聚己内酯/7.5%纳米金刚石膜,纯聚己内酯膜、聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜上的MC3T3-E1细胞多为菱形或纺锤形纤维状,细胞连接更紧密;碱性磷酸酶染色显示,相较于纯聚己内酯膜、聚己内酯/7.5%纳米金刚石膜,聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜上的MC3T3-E1细胞展现了更强的成骨分化能力;③结果表明,聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合材料具有良好的力学性能、亲水性、生物相容性及体外促成骨分化能力。

关键词： 生物基环保塑料   复合材料   制备工艺   性能优化  

摘要： 随着全球对环境保护和可持续发展的重视,传统石油基塑料因其不可降解性和对环境的长期污染问题,已难以满足现代社会对环保材料的需求。生物基环保塑料复合材料作为一种新型材料,以其独特的优势逐渐受到广泛关注。该类材料不仅来源于可再生资源,如农作物、林业废弃物、微生物等,而且在使用过程中可自然降解,对环境友好。基于此,本文首先阐述生物基环保塑料复合材料的定义与分类,其次,分析生物基环保塑料复合材料的制备工艺,最后阐述生物基环保塑料复合材料的性能优化,以供参考。

关键词： 双马来酰亚胺   附着力   胶粘剂   树脂基复合材料   共固化  

摘要： 提出了一种基于界面微观化学与多种界面力学表征相结合的方法来研究共固化胶接复合材料界面。以聚砜增韧的双马树脂结构胶粘剂/复合材料共固化胶接界面为研究对象,通过显微红外、显微XPS等分析手段发现,胶粘剂增韧剂含量的增加会促进各组分向共固化界面流动,同时抑制界面处双马来酰亚胺与二烯丙基双酚A的化学反应。当聚砜含量为10%时,界面上各组分呈梯度增加;聚砜含量达到20%时,增韧剂在界面上的流动促进和抑制界面化学反应最大化,使拉伸剪切强度达到最大值。对固化过程中增韧剂对界面产生的规律进行力学追踪,对双马树脂胶粘剂搭接单丝碳纤维、单簇预浸料和铝合金进行拉伸测试,结果显示,在熔融阶段双马树脂胶粘剂体系拉伸强度就得到了显著提升,说明聚砜在熔融阶段下对固化反应开始产生了影响。这一发现有望在相关工程和材料领域中应用,提高界面流体的流动性并控制界面反应的发生。

关键词： 灭弧喷口   聚四氟乙烯   压制工艺   材料性能  

摘要： 通过高速混合机械共混、冷压成型和高温烧结工艺,制备了不同压制工艺的六方氮化硼(BN)填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。采用万能拉伸试验机对不同压制工艺PTFE复合材料进行力学性能测试,采用DSC–Ⅲ型高压试验操作台对PTFE复合材料进行击穿强度测试。结果表明:相同保压时间,采用双面压制工艺,不卸载压力进行保压,可有效提高PTFE复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、击穿强度和密度均匀性;保压时间延长,PTFE复合材料的拉伸强度、击穿强度和密度分布均匀性提升;上、下端同时保压较上、下端分别保压,使PTFE复合材料性能有所提升。

关键词： 民机旅客座椅   复合材料   骨架   航空产品   碳纤维  

摘要： 本文主要讨论了当下国际主流民机旅客座椅的生产商在运用碳纤维复合材料设计、生产航空座椅时的作法。总结了不同厂家在使用碳纤维复合材料过程中普遍采取的方式和运用部位,结合碳纤维复合材料在不同民航规章中的条款表述,提出了对于未来发展碳纤维航空座椅的主要考虑因素。