关键词： 类石墨烯   电极材料   复合材料   超级电容器  

摘要： 石墨烯量子点是纳米尺寸的石墨烯衍生物,具有较大的比表面积、良好的溶解性、边缘效应等独特的性能,作为超级电容器的电极材料应用前景广泛。总结了石墨烯量子的优点,介绍了近几年类石墨烯材料、类石墨烯/碳复合材料、类石墨烯/金属氧化物(氢氧化物)复合材料、类石墨烯/导电聚合物复合材料等几类石墨烯基超级电容器电极材料的研究进展,并对类石墨烯基电极材料在超级电容器中的研究前景进行了展望。

关键词： 3D打印   碳纤维   热塑性聚氨酯   力学性能   微波处理   协同效应  

摘要： 为研究“碳纤维-石墨烯”(carbon fiber-graphene,CF-G)增强热塑性聚氨酯(TPU)复合材料3D打印试件的力学性能以及微波后处理的影响,通过螺杆挤出工艺制备了CF-G增强TPU(G+CF/TPU)复合材料线材,然后采用熔融沉积成型技术和微波后处理工艺,制备了G+CF/TPU复合材料3D打印试件。研究表明,CF-G异质结构能够协同提高TPU复合材料的力学性能,特别是采用新型微波后处理工艺后,G+CF/TPU试件的拉伸强度和韧性得到进一步提高。其原因是CF-G异质结构与微波的协同作用促进了增强相与基体之间的界面黏结,减少了3D打印过程中点、层和道之间的内部缺陷。研究结果对于探索3D打印材料的力学性能强化和后处理工艺优化具有积极的意义。

关键词： SiC_(p)/Al复合材料   碳化硅含量   表观密度   硬度   导热系数  

摘要： SiC增强铝基复合材料因具有高比强度、高导热与高耐磨等性能而被广泛应用于航空航天、电子封装与交通运输等领域。本文采用热压烧结法制备了SiC颗粒增强铝基复合材料,研究SiC含量对铝基复合材料微观组织及力学性能的影响。用X射线衍射、阿基米德排水法、洛氏硬度分析与三点抗弯法测定试样的物相组成、表观密度与力学性能,用SEM分析试样微观形貌,用激光闪射法测定导热系数。研究结果表明,随SiC颗粒体积分数从0%增加到60%,试样的硬度先增大后降低,在SiC体积分数为50%时达最大值,为90 HRB。试样的导热率先增加后降低,在SiC体积分数为30%时达到最大值,为324.05 W/(m·K)。随SiC体积分数增加,金属基体与增强体结合紧密,无明显孔隙。当SiC体积分数增加到60%,试样孔隙率增加,致密度降低,强度下降。

关键词： 高密度聚乙烯   木塑复合材料   蠕变性能   数理模型   杉木   马尾松  

摘要： 针对木塑复合材料(WPCs)在长期负载下的蠕变行为导致力学失效的问题,为明确WPCs的力学性能和蠕变特性,采用两步成型挤出法,制备7种马尾松木粉和杉木木粉增强高密度聚乙烯复合材料,分析和比较两种木粉的添加比例对WPCs的弯曲性能、动态力学性能和短期蠕变性能的影响,采用数理模型对WPCs蠕变随时间的变化进行模拟。结果表明,增强木粉中杉木木粉的含量越高,WPCs的弯曲性能越好,但是蠕变性能变差。杉木木粉在增强木粉中的质量分数为83.3%时,WPCs的储能模量最大,马尾松木粉含量逐渐减少时,WPCs的储能模量和损耗角正切值分别增大和减小。提高马尾松木粉的添加量有效地降低了WPCs在10%应力水平下的24 h应变值。Findley模型和ExpAssoc函数拟合WPCs的蠕变行为效果较好,修正后的ExpAssoc模型模拟效果更优,7种WPCs在10%应力水平下的拟合修正系数R2均在0.99以上。

关键词： 聚醚醚酮   聚四氟乙烯微粉   三层复合材料   喷涂-轧制复合工艺   摩擦磨损性能  

摘要： 通过喷涂-轧制复合工艺制备了不同质量分数聚四氟乙烯(PTFE)微粉改性的聚醚醚酮(PEEK)基三层复合材料,采用箱式炉对复合材料试样进行了烧结,对试样进行干摩擦端面摩擦磨损试验,研究了PTFE添加量对PEEK基三层复合材料摩擦学性能的影响,对试样显微硬度、结合强度、摩擦系数、磨损量、表面以及磨痕形貌进行了表征。结果表明:PTFE含量增加会降低PEEK涂层的硬度和结合强度,同时会显著降低PEEK涂层的干摩擦系数,但PTFE含量增加到40%后,表面显微组织能观察到PTFE团聚严重,使干摩擦系数和磨损量先减小后增大,磨痕显微组织则表明样品由黏着磨损转为磨粒磨损。

关键词： 油箱口盖   复合材料   蜂窝芯   铺层结构   热压罐成型  

摘要： 文章以某飞机油箱口盖为研究对象,通过材料设计、密封设计、耐火设计、雷电防火设计,对油箱口盖的复合材料成型工艺进行分析。通过工艺试验,合理选用油箱口盖零件原材料,设计铺层结构,优化工艺参数,采用热压罐成型工艺包括下料、铺贴、封装、固化、脱模、修整等具体过程完成复合材料油箱口盖的成型。

关键词： 玻璃纤维   酚醛树脂   填料   耐高温   弯曲强度  

摘要： 针对拉挤工艺制备的玻璃纤维增强酚醛树脂基复合材料,研究了不同温度对材料外观形貌的影响及材料厚度、树脂含量、填料种类和玻璃纤维纱软化点等因素对材料耐高温性能的影响。结果表明,玻璃纤维增强酚醛树脂基复合材料在按照标准升温曲线加热过程中经历了4个阶段的变化,材料厚度越厚、树脂含量越高、玻璃纤维纱软化点越高及选用可瓷化填料等有利于提高制品的耐高温性能。

关键词： 龙舌兰   氧化镍   超级电容器   生物质衍生碳  

摘要： 先采用水热法再经过煅烧处理,将氧化镍均匀负载到龙舌兰多孔碳上。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外辐射检测等,对NiO/龙舌兰衍生多孔碳复合材料(NiO/C)的结构和形貌进行表征,并通过循环伏安和充放电测试对NiO/C的电化学性能进行研究。结果表明:NiO/C-2具有优秀的能量密度与循环稳定性,在5 A/g的电流密度下,能量密度可达22 W·h/kg;循环10000次后,容量保持率高达91%。此外,当电流密度为1 A/g时,NiO/C-2的比电容为312 F/g;当电流密度增大到20 A/g时,比电容仍高达155 F/g。因此,基于龙舌兰多孔碳的结构稳定性,适量的NiO负载可以提升材料的比电容和循环稳定性。

关键词： 热塑性复合材料   碳纤维增强聚丙烯复合材料   管件   成形   三点弯曲   "成形-弯曲"耦合模型  

摘要： 当前复合材料车身零部件在研发过程中依然面临着制造工艺与结构性能孤立分析的难题,开发平纹织物纤维增强热塑性复合材料(WFRTPs)的“成形-性能”耦合数值模型,对于促进WFRTPs在新能源汽车领域的产业化应用意义重大。本文通过热模压工艺制备了两种不同纤维夹角的碳纤维增强聚丙烯(CF/PP)薄壁管件,并对CF/PP预浸料和CF/PP层合板进行了准静态偏轴拉伸实验,对CF/PP管件进行了准静态弯曲测试,实验结果表明,由成形工艺引发的织物纤维夹角增加将导致CF/PP层合板剪切强度降低和失效应变增加,进一步造成CF/PP管件在弯曲工况下峰值载荷减小和失效位移增加。开发了CF/PP预浸料的次弹性成形本构模型、层合板的渐进损伤弯曲本构模型以及管件的“成形-弯曲”耦合本构模型并验证了上述本构模型的准确性,仿真结果表明,在压边力约束下制备的非正交CF/PP管件的剪切塑性应变比无压边力制备的正交试样高69%,纤维夹角的增加将显著增加CF/PP材料的塑性剪切应变,进而导致非正交CF/PP管件的弯曲失效位移显著增加。

关键词： 碳纤维复合材料   湿热老化   力学性能   寿命预测  

摘要： 对T700/TDE-86碳纤维复合材料开展人工加速湿热老化试验,通过对比分析复合材料老化前后剖面形貌和物理化学特性,探讨了复合材料的吸湿扩散行为,研究了复合材料力学性能演变规律;并构建剩余强度计算模型,结合环境系数预测了湿热环境下复合材料的老化寿命。结果表明:复合材料吸湿率随老化时间延长而逐渐增大直至趋于平缓,符合Fick扩散定律;相对于未进行湿热老化的复合材料,经60℃、95%RH湿热环境老化后的复合材料各力学性能均有所下降,其中剪切强度最为严重,老化64 d后其强度下降率高达25%;基于剩余强度与环境系数预估的T700/TDE-86碳纤维复合材料寿命期限约为30年,为树脂基复合材料未来服役可靠性奠定了基础。