关键词： 无机陶瓷纤维   Al_(2)O_(3)纤维   晶须   界面增强   复合材料  

摘要： 氧化铝(Al_(2)O_(3))纤维基复合材料是广泛应用于航天航空领域的隔热材料,但Al_(2)O_(3)纤维与复合基体间的弱界面结合导致的界面失效会极大地影响纤维增强效果,通过真空浸渍和冷冻干燥技术在Al_(2)O_(3)纤维表面生长莫来石晶须可以有效解决此问题。文章采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射分析(XRD)对莫来石晶须的表观形貌、晶型结构进行分析,探讨了碱硅胶用量对晶须生长形貌的影响,最后将其与SiO_(2)气凝胶复合研究Al_(2)O_(3)纤维/莫来石晶须的界面增强对复合材料力学性能的影响。结果表明:碱硅胶用量为2.8 mL的莫来石晶须形貌最佳,直径约为60 nm,与标准卡片对比证明所长晶须确为莫来石晶须。生长莫来石晶须的Al_(2)O_(3)纤维/莫来石晶须增强SiO_(2)气凝胶在10%应变的加载下压缩强力为38.3 kPa,较生长前提高了70%。

关键词： 连续纤维复合材料   3D打印   力学性能   工艺优化   多尺度优化  

摘要： 连续纤维增强复合材料由于优异的比强度、比刚度、可设计性和轻量化特质,日益受到航空航天等高端装备制造领域的青睐.3D打印技术的发展改变了连续纤维复合材料结构的生产制造流程,使复杂结构的自由成型成为可能,为先进结构材料提供了巨大的设计空间.为充分发挥先进材料性能优势和3D打印成型灵活性,研究人员分别从材料性能和结构设计出发,探索与3D打印连续纤维复合材料相适应的设计制造一体化解决方案,实现产品创新设计和性能提升.本文系统性地回顾了面向连续纤维复合材料性能分析、工艺改进和结构优化的研究工作,结合研究实践对连续纤维复合材料的结构多尺度优化方法进行总结分析,并对未来先进材料结构设计实时化、功能化、智能化的发展趋势进行探讨和展望.

关键词： 聚乳酸   乙烯-醋酸乙烯酯   二氧化钛   力学性能  

摘要： 以聚乳酸PLA为基体、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA为增韧剂、TiO_(2)为填充剂,采用流延法制备得到PLA/EVA/TiO_(2)复合材料,通过对拉伸性能、紫外透光性能、热稳定性和化学结构的表征,研究了EVA和TiO_(2)用量对复合材料结构和性能的影响。研究结果表明,PLA/EVA质量比为85/15、TiO_(2)含量为2%时PLA/EVA/TiO_(2)复合材料的拉伸性能最佳,与PLA相比拉伸强度和断裂伸长率分别提升了1.63%和952.79%。添加TiO_(2)有效改善了复合材料的紫外屏蔽性能,TiO_(2)与聚合物基体间的键合作用提升了复合材料的热稳定性,600℃时的残碳率提升了约30.29%。

关键词： 复合材料   非热压罐成型   有限元仿真   应力场   局部加压  

摘要： 目的针对蒙皮带筋典型构件,在容易产生孔隙的加强筋底部放入橡胶增压,以优化应力场、减小孔隙缺陷。方法针对CFRP固化成型制度,进行红/蓝2种橡胶模量、热膨胀系数测试及双马树脂流变测试。基于材料测试数据及预浸料固化特征建立了固化前中后3类数值仿真模型,以对比不同橡胶在不同固化时期的增压效果。结果在固化前期,红、蓝橡胶均有增压作用,可使加强筋底部应力提高约5倍;在固化中期,红橡胶有显著增压作用,可使加强筋底部应力提高约9倍并改善应力梯度;在固化后期,橡胶难以发挥增压作用。结论红橡胶可显著发挥增压作用,有效解决加强筋固化成型前中期底部应力不足的问题;在CFRP固化前期,热膨胀系数是影响热应力的主要因素,在固化后期,模量为主要因素。通过对比多组仿真数据,明确了最优增压材料及最主要的材料属性,为解决OOA成型局部压力不足的问题提供了指导方向。

关键词： 硅烷偶联剂   月桂酸   白炭黑   复合改性   溶聚丁苯橡胶   力学性能  

摘要： 使用硅烷偶联剂-氨丙基三乙氧硅烷(APTES)和月桂酸(LA)对白炭黑进行了复合改性,制备了复合改性白炭黑/溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料,研究了APTES和LA复合改性白炭黑对复合材料硫化特性、力学性能、抗湿滑性能和滚动阻力的影响。结果表明,经复合改性后,白炭黑在30~200℃之间的失重降低54%,团聚现象明显改善;复合改性白炭黑/SSBR复合材料的工艺正硫化时间为20.45min,拉伸强度达到18.8MPa,0℃和60℃的损耗因子分别为0.6788和0.1003。

关键词： 巴斯夫   光伏产业   聚氨酯复合材料   多维度评估   安全规范   金属材料   德国莱茵   光伏组件  

摘要： 巴斯夫于日前获得德国菜茵TUV集团颁发的商用材料认证证书,该证书对光伏组件用复合边框材料,从安全规范、材料物性、耐候性等多维度评估,说明了巴斯夫聚氨酯复合材料在光伏边框领域应用的市场可推广性,推动了光伏边框材料从传统金属材料向新型聚氨酯复合材料的进程,为光伏产业上下游提供更多选择。

关键词： 锂硫电池   正极   生物质   多孔碳   复合材料  

摘要： 锂硫电池作为一种环保可持续发展的储能技术备受瞩目。然而,在实际应用中,锂硫电池的性能面临着一些重要挑战,包括硫正极的体积膨胀、电极的循环稳定性以及锂负极的安全性问题。生物质多孔碳发达的空隙结构和巨大的比表面积以及丰富的官能团,能够有效地吸收正极活性物质,应用在锂硫电池中具有广泛的应用前景,对生物质正极碳材料的制备和优化策略进行了详细阐述,讨论了生物质碳材料的制备方法,杂原子的修饰,及生物质碳基复合材料应用于锂硫电池正极材料,并对未来的发展前景做出了展望。

关键词： 树脂基复合材料   动态热机械   DMA   玻璃化转变温度   不确定度  

摘要： 本文对使用动态热机械分析仪(DMA)检测树脂基复合材料的玻璃化转变温度的测量不确定度进行评估。通过进行DMA法测定树脂基复合材料不确定度的来源分析,如动态热机械(DMA)测量仪器重复性、环境温度、样品批次间差异等,并对各不确定度进行了量化评估,得到了动态热机械(DMA)测定玻璃化转变温度结果的合成不确定度。确定了树脂基复合材料玻璃化转变温度测量不确定度的主要影响因素,该不确定度的评估,有利于提高检测结果的可靠性,可以为测定结果的科学表达提供依据。

关键词： 碳纤维复合材料   原位强度   薄铺层   分层损伤   局部冲击  

摘要： 为研究轻量化碳纤维复合材料抗损伤尤其是抗分层能力增强策略,首先对复合材料原位横向拉伸和剪切强度进行参数化分析,指明材料薄层化后能提升材料的原位强度并改善其抗损伤性能。然后,通过短梁弯曲试验分析得到面外载荷作用下基体裂纹扩展是导致层合板内部分层的重要原因,并构建基于经典Hashin准则和考虑原位效应的材料损伤模型,运用该材料模型对短梁弯曲失效行为开展仿真分析。最后,将该损伤模型和材料强化方案推广应用至局部冲击载荷下层合板损伤分析中。研究结果表明:当正交铺层短梁的单层厚度减少到原来的1/4时,其弯曲强度显著提升48%,结构失效位移也显著变大;层间分层被抑制和结构强度提升的原因在于基体中裂纹萌生和扩展被显著推迟。在相同冲击载荷下,薄层化层合板内部分层区域明显减小,表明薄铺层设计方案提升了碳纤维复合材料层合板局部冲击分层抗性。

关键词： 水压爆破法   碳纤维复合材料   薄壁管   模量测试  

摘要： 本研究采用水压爆破法对碳纤维复合材料薄壁管的模量进行了测试研究,通过实验设计,制备了具有不同纤维体积分数的碳纤维复合材料薄壁管。利用水压爆破法对薄壁管进行了压力加载和爆破实验,通过对压力和变形数据的分析,得到碳纤维复合材料薄壁管的拉伸强度、屈服强度和冲击性能的模量测试结果。测试结果表明:未改性的碳纤维拉伸强度约为372 GPA,而经过改性处理后,其强度得到增强;在界面剪切强度测试中,未改性的碳纤维在预释放阶段展现出的强度约为443 MPa,经过改性处理后,当转化层数为2时,剪切强度值最大;在冲击测试中,未改性的碳纤维复合材料的冲击形成功、裂纹扩展功和总冲击功分别为021 J、034 J和048 J,而经过转化后,这些数值均得到提高。说明应用了水压爆破法后,碳纤维复合材料薄壁管的拉伸强度、界面剪切强度以及抗冲击性能得到了显著的提升。