关键词： 聚酰亚胺   碳化硅晶须   硅烷偶联剂   弯曲强度   摩擦磨损  

摘要： 采用硅烷偶联剂KH550、KH560和KH570对碳化硅晶须(SiCw)进行表面改性,研究了不同硅烷偶联剂改性SiCw/聚酰亚胺(PI)复合材料的硬度、弯曲强度和摩擦磨损性能。结果表明:KH550和KH560表面改性能有效提高复合材料的硬度和弯曲强度,KH560的提高效果更加明显,但KH570改性复合材料的硬度和弯曲强度明显降低。与GCr15球在6~12 N对磨时,KH550和KH560表面改性能够明显提高复合材料的耐磨性能。在较低载荷下(6 N)对磨时,KH560改性复合材料的磨损率最低,但随摩擦载荷增加磨损率迅速升高。在9~12 N较高载荷下,KH550改性复合材料的耐磨性能在各对比试样中最好。KH570改性试样在各载荷下的耐磨性能均较差,不适用于SiCw/PI复合材料中SiCw的表面改性。

关键词： 碳纤维   玻璃纤维   三维编织复合材料   低反射   电磁屏蔽  

摘要： 为减少电磁波在碳纤维复合材料表面反射,减少二次污染,采用玻纤作为阻抗匹配层,为增强复合材料对电磁波的吸收,构造玻纤-碳纤多异质界面,通过多次反射延伸传播路径消耗电磁波;采用三维混杂编织工艺设计并制备3种玻纤/碳纤一体成型多异质界面预制件,再通过真空辅助树脂传递模塑成型技术固化得到复合材料H-G/C、H-G/C/G和H-G/C/G/C,研究分析3种复合材料的电磁屏蔽性能和轴向静态压缩性能。结果表明,3层结构的H-G/C/G复合材料在频率为12.34GHz时屏蔽效能高达71.14dB,X波段内平均吸收功率系数为0.77,屏蔽机制以吸收为主,抗压缩强度为254.59MPa,复合材料表现出低反射、高屏蔽效能和高抗压缩强度特性。

关键词： 金属有机框架   铜   MOF衍生金属氧化物   丙酮   气体传感  

摘要： 丙酮在工业中应用广泛,是化学合成中的一种重要原料。暴露于高浓度丙酮气体中会造成机体酮中毒。探索具有高选择性、高灵敏度的、可靠的丙酮气体传感材料至关重要。以过渡金属阳离子Cu^(2+)和1,3,5-苯三甲酸为配体,通过配位键作用制备了Cu基金属有机框架材料。经煅烧得到其衍生Cu/CuO复合材料,用于丙酮气体传感。采用X射线粉末衍射和扫描电镜对其进行结构表征。将Cu/CuO复合物组装成气敏元件,并对其进行气敏性能测试。结果表明:分级结构Cu/CuO衍生物对丙酮具有良好的气敏响应特性,在160℃下,对体积分数为1×10^(-4)的丙酮气体响应值可达2.2,并且对丙酮气体有较好的选择性。

关键词： 碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系   弯拉试验   承载力折减量系数   横向约束   锚固效率   破坏形式  

摘要： 为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系的弯拉性能,对设计的锚固体系试件进行了10组轴向拉伸试验与12组弯拉试验。在锚固体系优化基础上研究了CFRP筋直径、弯曲半径改变下试件的极限承载力、破坏模式、锚固效率及CFRP筋荷载‒应变关系。结果表明,锚固体系的弯拉承载力折减量系数随CFRP筋弯曲半径的增大而减小,CFRP筋直径越大试件承载力折减量系数越大,并且CFRP筋横向约束有利于弯拉极限承载力的提高。此外,CFRP筋荷载‒应变曲线的非线性变化是试件失效前的典型特征。弯曲半径和CFRP筋直径的比值与锚固效率系数为线性关系,比值在2.4‰以下时试件的弯拉锚固效率系数小于80%,试件呈不均匀断裂和剪切的破坏形式。

关键词： 风电叶片模具   复合材料   软件模拟   模具设计   模具制造工艺  

摘要： 大型风电叶片批量化、标准化以及高精度、高性能发展趋势对风电叶片模具材料、设计及精准制造工艺等方面提出了更高的要求,但目前尚缺乏相关的系统研究和梳理。本研究结合叶片模具实际成型过程,从蒙皮结构、钢架结构和蒙皮-钢架连接部分特征及协同效应等3方面总结了不同因素对风电叶片模具精准制造的影响,为工程预测和控制提供直观的数据参考。

关键词： 微结构设计   纤维增强树脂基复合材料   高性能复合材料   珍珠母   混合设计   抑制特性   甲壳类生物   仿生设计  

摘要： 在复合材料微结构设计方面,大自然给我们提供了很好的范本。无论是珍珠母、海螺还是甲壳类生物均通过合理的微结构设计,突破了“强度和韧性,此消彼长”的限制,这为纤维增强树脂基复合材料的力学微结构设计提供了参考范本。另一方面,随着预浸料制备技术的逐渐发展,单层碳纤维面密度可实现低至20 g,这为复合材料提供了极大设计空间。此外,其优异的分层损伤抑制特性为复合材料的力学性能提升提供了新的可能。本报告创新性地将仿生与超薄铺层相结合,探索了两者结合的多种可能方案。此外,将多种仿生微结构继续混合设计并提出了超生设计策略,即将具有防御机制的海螺三层正交微结构与具有进攻机制的螺旋微结构继续力学杂交设计,新的微结构的强度和韧性均有大幅度提升。综合来看薄层化为仿生化提供了制备技术,仿生化为薄层化提供了设计灵感。两者紧密相连,相辅相成,为高性能复合材料的仿生设计提供了新的途径。

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： 偶联剂   PTFE   SiO_(2)   微观结构   介电性能  

摘要： 采用酸醇溶液作为水解试剂,使用硅烷偶联剂对无机填料表面进行改性处理,研究改性SiO_(2)对PTFE/SiO_(2)复合材料介电性能、致密度、吸水性能、热膨胀性能的影响。研究结果表明:SiO_(2)经表面改性后,扫描电镜显示复合材料界面间结合紧密,在硅烷偶联剂改性SiO_(2)过程中加入适量的酸醇溶液,可以获得更加良好的改性效果,当酸醇溶液与偶联剂比例为1:3时,表面改性处理后的SiO_(2)陶瓷粉制备出的PTFE/SiO_(2)复合材料各项性能指标最佳,介电常数、损耗因子、密度、吸水率和CTE分别达到2.949、0.0012、2.182、0.04%和49×10^(-6)K^(-1)。

关键词： 玻纤碳纤混杂增强树脂复合材料   质量含量   浓硫酸消解法   TGA法  

摘要： 本文针对玻纤碳纤混杂增强树脂复合材料,研究了两种质量含量的测试方法。浓硫酸消解法:在标准ISO14127提及的浓硫酸法基础上增加了灼烧步骤,完善健全了测试方法,另外探讨了纤维损失的影响。失重分析法(TGA法):研究了取样量、分段测试以及升温速率的影响以确定测试方法。对比结果发现:TGA方法的测试结果与扣除纤维损失的浓硫酸消解法更接近。总的来说,TGA方法更准确、操作更简单、方便。

关键词： 纬向V形   三维机织间隔复合材料   有限元模拟   压缩性能  

摘要： 探究了纬向V形机织间隔复合材料在平压和侧压载荷下的失效机制及破坏模式。采用ABAQUS软件建立复合材料多尺度单胞模型,并设置周期性边界条件。针对纤维束进行弹性性能分析,预测宏观材料弹性常数。利用Fortran语言对UMAT子程序进行二次开发,引入三维Hashin损伤判据和Camanho刚度退化方案,实现对纬向V形三维机织间隔复合材料的渐进损伤分析。结果表明,模拟结果与试验结果相符。在平压载荷作用下,弯曲振幅较大的V形绒经组先发生断裂,振幅小的绒经组后断裂,出现二次峰值载荷。绒经与纬纱交织处和绒经屈曲处出现应力集中,断裂位置集中在绒经屈曲最大处和与面板衔接处,面板无明显破损;在侧压载荷作用下,树脂面板与树脂内纱线为承力主体,面层纬纱承压较大,而间隔层绒经承压较小。断裂主要发生在两排V形绒经之间,失效模式为树脂渐进式破损、纤维脱黏与纱线断裂。