关键词： Cu改性WC   铜基复合材料   界面   微观结构   摩擦学性能  

摘要： WC与Cu界面结合强度不足严重影响铜基复合材料的摩擦磨损性能,但业内尚未有良好的界面调控措施以优化性能。采用铜表面改性WC颗粒改善WC与Cu基体界面,经粉末冶金工艺制备Cu改性WC颗粒增强铜基复合材料,开展复合材料的微结构表征与摩擦学性能研究。研究表明,Cu改性WC颗粒可良好地嵌入铜基体,颗粒与Cu基体界面较基体弹性恢复能力提升33%,硬度提升20%。15 wt.%Cu改性WC增强铜基复合材料具有最佳的物理性能与摩擦学特性,较纯铜粉末冶金材料体积密度提升8%,布氏硬度提升15%,摩擦因数波动幅度最小并稳定在0.75,磨损量最小为0.075 mm^(3),磨痕轮廓圆滑,磨损面最完整且大面积成膜。随Cu改性WC含量增大,主要磨损机制由黏着磨损转变为剥离磨损,Cu改性WC颗粒促进摩擦转移层的形成,抑制磨损面裂纹的横向扩展。Cu改性WC颗粒与铜基体界面结合强度显著提升,15 wt.%复合材料抑制黏着磨损与疲劳磨损,摩擦学性能优异。采用Cu改性WC颗粒增强铜基摩擦材料有望成为优化WC与Cu基体界面提升铜基复合材料摩擦学性能的重要备选途径。

关键词： 仿生矿化   透明质酸钠   磷酸钙寡聚体   复合材料   力学性能  

摘要： 为了提升透明质酸钠(Sodium hyaluronate,SH)的力学性能,采用仿生矿化方法,将磷酸钙寡聚体(Calcium phosphate oligomers,CPO)与SH复合形成透明质酸钠复合材料(SH-CPO),对SH-CPO的形貌、结构、流变学特性及压缩性能进行了测试与表征。结果表明:SH不仅与CPO具有良好的相互作用,能形成内部结构连续的复合材料,还能诱导CPO发生从无定形到结晶相的转变;在SH与CPO的质量比为1∶1~1∶10范围内,随着CPO投料比例的增加,制备的SH-CPO复合材料的黏度得到提升,压缩强度可达到53.5 MPa。该研究制备的SH-CPO复合材料具有良好的力学性能,在生物医学材料领域中具有良好的应用潜力。

关键词： 硅氧烷改性乙烯基树脂   真空辅助成型   力学性能   阻燃性能   低毒性能  

摘要： 对玻璃纤维增强的硅氧烷改性乙烯基树脂复合材料的成型工艺及力学、阻燃低毒性进行研究。研究发现,对厚度小于40 mm的层合板,使用一次成型的真空辅助成型工艺即可获得较好的形态,而厚度大于40 mm的层合板需使用二次成型方法。改性后的复合材料力学性能下降幅度在10%左右。从氧指数、低播焰、烟毒性、常温毒性、高温毒性等方面,对硅氧烷改性的乙烯基树脂复合材料的阻燃性和毒性进行研究,结果表明,磷、硅协同阻燃作用显著提高了该复合材料的阻燃性能,其氧指数从24.5%提高到38.0%,其低播焰性能够满足墙壁和天花板衬板的使用条件;硅氧烷化合物的低毒、低烟特性显著降低了该复合材料的烟毒性,其最大烟密度为189,毒性为低等毒性,满足密闭环境的使用要求。

关键词： 复合材料   剪切强度   铝模板材料粘接   平衡方程   胶层厚度  

摘要： 为探究复合材料界面剪切强度对铝模板材料粘接的影响,运用线性弹性分析方法进行计算,反映出胶层抗剪强度,并提出剪切强度的计算公式。结合整个结点的平衡方程,导出了粘弹性体的应力-应变关系式,通过考虑节点全局平衡的弯矩系数,将剪切粘接性能变化与胶层厚度相结合,提出了粘接样品的制备流程。通过仿真实验分析进行了验证,发现在加载前、加载后,铝模板材料剪切力-位移曲线基本一致,当加载时,最大剪切力可达533.5 N,胶粘力随胶粘层厚度的增大而进一步下降。结果表明,所提研究方法有助于揭示粘接材料在受力时的真实响应,为设计和优化粘接结构提供了更可靠的参考。

关键词： 选区激光熔化   石墨烯   金属基复合材料   制备方法   性能  

摘要： 石墨烯拥有不同于传统材料的特殊性能,如优异的结构力学性能以及导热性能,自被发现以来即获得广泛的关注,其中一个重要应用是作为增强相来增强金属基材料,从而获得高性能的结构和功能复合材料。近年来为了满足复合材料性能优化及结构精密复杂的需求,对其制造方法提出了更高的要求。选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)作为增材制造技术的一种,避免了传统制造技术成本高、周期长、精度低等问题,可更加灵活地实现功能-结构-材料一体化。本文总结了SLM制备石墨烯及其增强金属基(铝、镍、钛、铁、铜)复合材料的应用研究与发展现状,讨论了石墨烯增强金属基复合材料所面临的主要问题,并展望了石墨烯增强金属基复合材料的应用与发展前景。

关键词： 复合材料   碳纳米管   催化生长   微波吸收性能   阻抗匹配  

摘要： 用一步热解工艺制备氮掺杂碳纳米管原位封装金属粒子异质结构(Fe_(3)O_(4)@NCNTs),使用粉末X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段表征其结构和物相组成,基于同轴法测试其电磁参数并用Matlab模拟反射损耗。结果表明:煅烧温度和原料比例对氮元素掺杂磁功能化碳纳米管复合材料的微波吸收性能有重要的影响。当原料比例(金属盐/碳源)为2∶1时,煅烧温度为750℃、低填充量为10%的复合材料具有最优异的吸波性能,其最小反射损耗(RLmin)为-57.7 dB,匹配厚度为2.0 mm时,有效吸收带宽(EAB)达到6.4 GHz。

关键词： 短切碳纤维   分散性   表面氧化   石膏基复合材料   力学性能  

摘要： 采用H_(2)O_(2)和NaClO对短切碳纤维进行表面氧化处理,并采用PCE、HPMC以及超声对其进行分散处理,制备短切碳纤维增强石膏基复合材料,并对其力学性能进行研究。结果表明:经过氧化处理后,短切碳纤维表面亲水含氧官能团羟基和羰基含量增多,表面粗糙度增大;氧化处理后的短切碳纤维在PCE溶液中分散效果最好;短切碳纤维的加入有效提高石膏硬化体的抗压强度,当掺1%采用PCE分散处理的6 mm短切碳纤维时,石膏硬化体强度最高,较未掺时提高72.4%,这是由于PCE在短切碳纤维表面的吸附性和PCE与石膏颗粒反应形成的空间位阻效应双重作用提高了短切碳纤维在石膏浆体中的分散性,进而提高了短切碳纤维增强石膏基复合材料的抗压强度。

关键词： 双原位法   硼酸铅聚酯复合材料   辐射防护  

摘要： 以对苯二甲酸、乙二醇和硼酸铅为原料,采用双原位法实现从液相单体直接制备出固体聚酯复合材料。将硼酸铅(PBO)加入乙二醇中加热搅拌,使硼酸铅/乙二醇(PBO/EG)分散液从乳白色悬浮液转变为清澈透明胶体,再将分散液与对苯二甲酸聚合,制备出含有百纳米级新生硼酸铅的聚酯(PBO/PET)复合材料,研究了不同PBO添加量对复合材料热性能、辐射屏蔽性能的影响,并探究了分散液的形成过程和复合材料的结构及物相。结果表明:硼酸铅在乙二醇中以硼酸酯形式存在,并表现出胶体属性;双原位制备过程中硼酸铅结构被乙二醇破坏,然后在聚酯聚合过程中重新生长出结构和形貌完全不同的硼酸铅;硼酸铅对聚酯分子链运动行为有显著影响,可提升结晶度、结晶温度和熔融温度,降低玻璃化转变温度;双原位制备聚酯复合材料表现出优异的中子和γ射线防护性能,当PBO填充质量分数为20%时,对105 keVγ射线衰减系数达到1.876 cm^(2)/g,0.025 eV中子吸收率达到55.5%。双原位法能简化聚酯复合材料的加工步骤,为硼酸盐填料在聚酯基体中的粒径调控和功能聚酯的无副产物绿色制备提供新的技术路径。

关键词： 复合材料   装配   刚性变换   边界提取   干涉计算   点云  

摘要： 针对因成型误差引起的复合材料构件装配干涉问题,本文基于激光测量设备获取装配件点云数据,提出一种基于实测数据的复合材料构件装配干涉与间隙的降维求解方法,将三维装配的干涉与间隙计算转化为二维边界距离计算。以某型飞机雷达罩装配为例,通过实验验证了本文所提出的方法与算法的可行性,相较于原有装配工艺,装配精度与装配效率得到了提升。

关键词： MXene   光催化   电催化   合成氨  

摘要： 近年来,生态污染和能源稀缺问题影响着人类的生活,绿色、低碳的光、电催化技术引起了人们的广泛关注。基于半导体的光、电催化技术在合成氨应用上极具前景,而由于单一半导体存在载流子分离效率低、容易复合等缺点,因此寻找能够提升固氮催化剂性能的助催化剂成为关键。二维过渡金属碳化物/氮化物/碳氮化物MXene,在光、电催化合成氨领域具有广阔的应用前景。MXene具有良好的亲水性、大的比表面积、优异的导电性和丰富的高效催化N2还原的活性位点,是光、电催化固氮材料的理想选择。本文主要综述了MXene及复合材料的制备及其在光电催化合成氨领域的进展。首先,简要总结了MXene的结构特点和MXene及其复合物的制备策略。其次,重点介绍了MXene基复合催化剂在光、电催化合成氨方面的性能研究。最后对MXene基复合材料的发展方向进行探讨与展望。