关键词： 导管架   腿柱结构   复合材料   背负式管卡   强度   稳定性  

摘要： 根据南海北部大陆西区气田的分布情况,为更经济和绿色地增加气田的产量,需要新增立管连接2个气田平台。以支撑平台导管架的腿柱结构为研究对象,采用7套复合材料背负式管卡安装立管,并考虑腿柱实际受载工况,分析当管卡在不同位置时导管架腿柱结构强度和屈曲稳定性。借助所构建的SACS计算模型,验证在水深88 m下,采用7套复合材料背负式管卡时,海洋平台导管架腿柱结构的安全性和可靠性,为在相同工作环境下平台腿柱结构的设计提供参考。

关键词： CFRP加固   钢结构加固   疲劳   湿热循环   耐久性  

摘要： 疲劳损伤是钢桥最常见病害之一,预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)能有效抑制裂纹扩展,延长结构服役寿命。预应力CFRP加固钢梁中,CFRP与钢界面作为主要的传力路径,保证了加固后结构的力学和耐久性能。在疲劳和湿热环境作用下,CFRP与钢界面的黏结性能发生劣化,导致加固后结构的力学性能退化。基于已有研究,总结了不同预应力加固系统设计下,钢梁的静载和疲劳性能的测试结果,以及环境因素对结构性能的影响机理。同时整理了预应力CFRP加固受损钢梁的界面主应力和黏结界面的能量释放率公式;并提出疲劳荷载和湿热环境作用下加固钢梁的承载力折减系数和寿命预测方法,以及考虑界面耐久性的结构加固设计思路。

关键词： 碳化硼   碳热还原法   渗硅反应烧结   碳硼摩尔比   显微组织  

摘要： 碳化硼性能优良,应用广泛,但制备成本较高。为了从源头解决碳化硼陶瓷材料制备成本高的问题,本工作直接以碳热还原法合成的碳化硼-C复合粉体为原料,无需进行破碎提纯,通过渗硅反应烧结制备碳化硼复合材料,所得材料性能与以市售碳化硼粉体为原料制备的材料性能相当,有效降低了其制备成本。主要研究了原料碳硼摩尔比对合成粉体以及碳化硼复合材料物相、显微组织和性能的影响,并探讨了碳化硼陶瓷复合材料的强韧化机理。结果表明:随着碳硼摩尔比增加,合成粉体中碳化硼粉体的碳硼原子比增加,且合成粉体中游离C含量增加;当碳硼摩尔比为2.01时,游离C包覆在碳化硼粉体颗粒表面。复合材料相组成均为B_(12)(C,Si,B)_(3)、SiC和Si,随着碳硼摩尔比的增加,复合材料中碳化硼和游离Si含量降低,SiC含量、大尺寸SiC区域的尺寸、大尺寸SiC区域和纳米SiC颗粒的数量均增加。大尺寸SiC区域的产生会降低材料的强度和韧性,而SiC纳米颗粒的形成有利于提高材料的强度和韧性。当碳硼摩尔比为1.35时,复合材料的抗弯强度和断裂韧性最高,分别为338 MPa和4.06 MPa·m^(1/2)。

关键词： 铝基碳化硅   化学镀镍   氢释放规律   微波组件管壳  

摘要： 铝基碳化硅复合材料具有高导热率、低热膨胀以及尺寸稳定性好等特点,广泛应用于空间微波组件管壳产品。为满足其应用于天线微波组件时的导电、焊接、散热等功能特性要求,铝基碳化硅复合材料需要进行化学镀镍,此过程会引入氢,由此对释氢、控氢提出明确需求。基于此,对铝基碳化硅镀镍的氢分布进行研究,采用SEM、XRD等方法分析材料微观结构表征,结果表明,基材与镀层均存在一定的孔隙结构,为氢的存贮提供场所;采用氢微印的实验方法表征氢的分布,结果表明铝基碳化硅镀镍中的氢规律为:铝基碳化硅镀镍后,氢分布在镀镍层和镀层下浅层基体中,且随着时间的延长,氢自发向深层基体扩散;氢主要分布在Al基体中,SiC颗粒上较少,且主要分布在基材及镀层中的微孔及位错缺陷处。采用TDS对不同温度除氢后的铝基碳化硅镀镍的氢释放量进行测试,表明高温除氢后释氢明显降低,且温度高有利于氢释放。

关键词： 复合材料结构   实训教学平台  

摘要： 为了满足本科课程“舰艇结构”复合材料结构部分,以及研究生课程“复合材料概论”“复合材料结构设计”等工程实践需要,我校建立了复合材料制备与性能检测实训教学平台,该平台主要包括:原材料存储系统、纤维织物裁剪系统、液体成型系统、切割打磨系统以及性能检测系统,形成了从原材料存储到复合材料成型与性能检测的完整系统功能链条。该平台的建立,一方面有利于提高学员动手实践能力,掌握舰艇复合材料结构相关的成型方法和操作流程;另一方面可用于本校内复合材料相关专业研究生的毕业论文和相关科研项目的研究工作。实训教学平台为夯实教学体系完整性,促进学科建设与发展,培养新时期创新型人才提供了坚实基础。

关键词： 反应型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-羟甲基-10-氧化物   阻燃硅烷交联乙烯-辛烯共聚物复合材料   阻燃性能   耐水性能   力学性能   热稳定性能   阻燃机理  

摘要： 合成反应型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-羟甲基-10-氧化物(ODOPOM),用傅里叶变换红外光谱仪和氢、碳、磷核磁共振光谱表征其化学结构。将ODOPOM与硅烷接枝乙烯-辛烯共聚物(POE)共混后经过温水浸泡制备反应型阻燃硅烷交联POE复合材料。研究并讨论了ODOPOM用量对硅烷交联POE的阻燃性能、耐水性能、力学性能、热稳定性能等的影响,并讨论其阻燃机理。

关键词： 聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯   界面相容   复合材料  

摘要： 为了实现茶剩余物的资源高值化利用,以茶梗纤维(TSF)为原料,用扩链剂4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI)对其进行表面改性,将4,4'-MDI改性后的茶梗纤维(MDI-TSF)与聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)共混制备复合材料。4,4'-MDI两端异氰酸酯键(―N=C=O)与TSF表面羟基(―OH)进行反应,减少TSF表面羟基含量并削弱其表面极性,从而减少了TSF与PBAT之间的极性差,环氧大豆油(ESO)加入改善两者之间界面相容性,从而可提高复合材料的机械性能。改性茶梗纤维MDI-TSF的加入可以有效增强复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及热稳定性,当PBAT与MDI-TSF质量比80∶20,即MDI-TSF添加量20%,加入10%ESO制得的复合材料PBAT/ESO/20%MDI-TSF综合力学性能最佳,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为13.014 MPa、10.94 MPa和18.314 kJ/m^(2),与复合材料PBAT/ESO/20%TSF(8.652 MPa,8.32 MPa,14.563 kJ/m^(2))相比,拉伸强度提高了50.4%,弯曲强度提高了31.5%,冲击强度提高了25.8%,热稳定性和结晶度均有提高。

关键词： 三乙丙橡胶   硫化特性   物理性能   导电性能  

摘要： 以炭黑N330、炭黑HM3810、导电炭黑DENKA BLACK为填料,研究炭黑/三元乙丙橡胶复合材料的硫化特性、物理性能和导电性能。结果表明:导电炭黑DENKA BLACK填充的混炼胶的F_(L)和Fmax-F_(L)最大,t90最短,炭黑HM3810填充的混炼胶的F_(L)和门尼粘度[ML(1+4)100℃]最小,t_(10)最长;当炭黑用量相同时,炭黑HM3810填充的硫化胶的力学性能最好,导电炭黑DENKA BLACK填充的硫化胶的导电性能最好;随着导电炭黑DENKA BLACK用量的增大,硫化胶的力学性能和导电性能提高;当导电炭黑DENKA BLACK用量为60份时,硫化胶的力学性能和导电性能最好。

关键词： 复合材料   力学性能   粉末冶金   铝粉粒径   热压温度  

摘要： 将不同粒径(13μm和32μm)的Al粉在不同温度用粉末冶金加热挤压工艺制备出复合材料15%SiC/2009A1,用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和电子万能试验机对其表征,研究了Al粉的粒径对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,用小粒径Al粉在任一温度热压制备的复合材料其强塑性都优于用大粒径Al粉的材料。其原因有:一,大粒径Al粉使SiC颗粒分布不均匀;二,在用大粒径Al粉制备的复合材料中Cu、Mg元素扩散不均匀,与引入的Fe、O元素生成大尺寸难溶相;三,用大粒径Al粉制备的复合材料中SiC颗粒与铝基体的界面结合较弱(尤其是热压温度较低时),在拉伸变形过程中大量SiC颗粒与铝基体脱粘。用两种粒径Al粉制备的复合材料,随着热压温度的变化其断裂方式不同。用小粒径Al粉在不同温度热压制备的复合材料,其断裂方式均为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。用大粒径Al粉制备的复合材料低温热压时其断裂方式为SiC-Al界面脱粘,热压温度提高可改善界面结合,使断裂方式变为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。热压温度为580℃用两种粒径Al粉制备的复合材料力学性能最佳,尤其是用小粒径Al粉制备的材料其抗拉强度、屈服强度分别达到556 MPa、381 MPa,延伸率达到9.2%。