关键词： 水处理   Au(Ⅲ)吸附   碳纳米管   膦酸   硫化铋  

摘要： 本研究设计合成新型高效重金属吸附材料有机膦酸羧酸改性多壁碳纳米管/硫化铋(PBTCA-MWCNTs/Bi_(2)S_(3)),对材料进行了傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)等表征,并研究其对重金属离子的吸附性能。结果发现:PBTCA-MWCNTs/Bi_(2)S_(3)有优良的Au(Ⅲ)吸附性能;Langmuir模型拟合结果显示,材料在25℃时吸附容量达到1655.50 mg·g^(-1)。对该材料吸附热力学、吸附动力学和吸附选择性等方面的研究为Au(Ⅲ)回收提供了有效的技术支持。

关键词： 激光焊接   铝基复合材料   SiC   热挤压   微观组织及力学性能  

摘要： 采用SiC颗粒增强铝基复合材料替代铝合金制造舰船船体或装甲车体,是解决当前舰船、装甲机动性和防护性二元矛盾的潜在途径。在实际应用过程中因为供货渠道不同,此材料存在不同的状态,这对材料焊接会产生较大的影响。对不同供货状态的SiC_(p)/2024Al复合材料进行激光焊接,对比热挤压前后材料的焊缝成形情况,分析热挤压工艺对焊缝成形以及焊缝接头的物相和显微组织的影响;通过显微硬度,拉伸等力学性能测试,分析复合材料的断裂行为并确定其断裂机理。试验结果表明:热压烧结的SiC_(p)/2024Al复合材料激光焊缝中存在大量的气孔缺陷,接头的最高抗拉强度为76 MPa,仅达到母材强度的28%,焊接后材料强度下降严重;采用热挤压后的复合材料进行激光焊接,焊缝完整,无气孔缺陷,接头没有出现明显的低硬度区域,接头的抗拉强度达到124 MPa,相比于热挤压前的材料焊接接头抗拉强度上升60%;相较于热压烧结的材料,热挤压后的材料焊接性明显增强,接头力学性能有明显的提升。

关键词： ZnS   BiVO_(4)   四环素   光催化   降解  

摘要： 以BiVO_(4)纳米棒为载体,采用室温共沉淀法制备了BiVO_(4)负载ZnS量子点的纳米复合材料,利用SEM、TEM、XRD和FT-IR等对其组成、结构、形貌进行表征;以四环素(TC)为污染物,考察了ZnS/BiVO_(4)复合材料的光催化性能。结果表明,与纯ZnS和BiVO_(4)相比,ZnS/BiVO_(4)复合材料对TC光催化降解的性能显著增强,其中,Zn/Bi摩尔比为2/1的ZnS/BiVO_(4)-2/1样品对TC的降解效果最佳,1 h内TC(20 mg/L)清除率达到83.5%。自由基猝灭实验证实光生空穴(h^(+))、超氧自由基(·O_(2)^(-))及羟基自由基(·OH)均在ZnS/BiVO_(4)-2/1样品光催化降解TC过程中发挥作用,初步阐述了ZnS/BiVO_(4)-2/1光催化TC降解的Z型异质结机理。

关键词： PVC-CFRP管混凝土   节点   抗震性能   恢复力特性   数值模拟  

摘要： 为研究聚氯乙烯-碳纤维增强复合材料(PVC-CFRP)管混凝土柱-钢筋混凝土(RC)环梁T型节点的恢复力特性,完成了11根试件的低周反复荷载试验。试验结果表明:增大的环梁节点能有效实现PVC-CFRP管混凝土柱与RC梁的连接,试件显示出良好的抗震性能。在此基础上,优选材料本构关系,采用纤维模型法,编制非线性分析程序,开展节点拟静力试验数值模拟研究,模型预测结果与试验结果吻合较好。基于验证的数值模型,延拓分析环梁节点混凝土强度、环梁高度、梁纵筋配筋率、柱直径以及纵筋屈服强度等参数对其骨架曲线的影响规律,并提出合理设计建议。数值模拟结果表明:环梁节点核心区混凝土强度由20 MPa增至60 MPa,试件的峰值弯矩提高13.7%,极限位移降低8.0%;梁纵筋配筋率由2%增至5%,试件的峰值弯矩提高26.3%,极限位移降低19.9%;梁纵筋屈服强度由400 MPa增至600 MPa,试件的峰值弯矩提高56.3%,极限曲率降低17.9%;试件环梁高度由350 mm增至450 mm,试件的峰值弯矩影响不明显,而极限位移降低11.0%;柱直径由200 mm增至300 mm,试件的峰值荷载提高56.3%,极限位移增加28.5%。

关键词： T800碳纤维   PEEK树脂   复合材料   原位成型   容器  

摘要： 采用激光原位铺放方法,制备了CF/PEEK复合材料层合板和压力容器,并通过内压爆破试验,对CF/PEEK压力容器的内压承载性能进行了表征。结果表明,研制的CF/PEEK压力容器有效爆破压强为18.33MPa,容器特性系数为40.3km,具有较为优异的内压性能。

关键词： 陶瓷基复合材料   激光   预制孔   超声辅助钻削   微小孔  

摘要： SiCf/SiC复合材料是典型的硬脆性难加工材料。为解决SiCf/SiC复合材料微小孔(<1 mm)加工难题,提高加工精度和改善加工质量,先采用脉冲激光预制SiCf/SiC微小孔,再在不同预制孔尺寸和加工参数下开展直径0.5 mm的SiCf/SiC微小孔超声振动辅助钻削加工试验,最终确定了合适的激光预制孔尺寸及超声振动辅助钻削加工参数域。结果表明:脉冲激光预制孔时存在的较大热影响区和微裂纹等缺陷,会明显影响后续超声辅助钻削微小孔的入、出口质量,推荐的预制孔直径为0.3 mm;超声振动辅助钻削加工时,选择主轴转速为11000~15000 r/min、进给速度为2~10mm/min,可获得加工质量较好的SiCf/SiC微小孔。

关键词： 细菌纤维素   磁控溅射镀镍   磁性能   电磁屏蔽效能  

摘要： 以直接干燥处理后的细菌纤维素(BC)为原料,采用磁控溅射的方法在细菌纤维素表面镀磁性金属镍,得到纤维结构完整、表面镀层致密、以非晶态为主的复合(BC/Ni)纤维材料。然后将BC/Ni复合材料在1000℃下进行碳化,采用一系列手段对产物的晶体结构、形貌、粒径、磁性能及电磁参数进行表征。试验结果表明:1000℃碳化镀镍细菌纤维素在频率为0.1~18GHz之间的屏蔽效能随着频率的增加而增加。与碳化纯的细菌纤维素相比,电磁屏蔽效能有了显著提高。

关键词： 木粉   TEMPO氧化   锂铝水滑石   力学性能   增强机制   界面协同  

摘要： 【目的】探究聚乙烯醇/锂铝水滑石(PVA/LDH)分散液对巴沙木加工剩余物理化性能的影响,为构建高性能木质复合材料提供理论依据,实现木材加工剩余物的高值化利用。【方法】受天然贝壳“砖-泥”有序结构启发,以巴沙木加工剩余物(木粉)为主要原料,经脱木素和氧化改性,获得2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)功能化改性木粉(T-WP),向其中加入不同比例PVA/LDH分散液,通过真空抽滤自组装过程将无机纳米片水滑石插层,构建天然有机聚合物与无机纳米片复合的高性能新型木质层状复合材料,基于FTIR、XPS、Zeta电位、力学性能等测试与分析,探究各组分间的相互作用及机械性能协同增强机制。【结果】1)木粉粒径100目时,纯T-WP薄膜的力学拉伸强度和韧性最大,分别为(225.25±0.82)MPa和(5.18±0.36)MJ·m^(-3)。2)PVA/LDH纳米片体系在T-WP上成功插层,并与T-WP分子链上的含氧官能团形成氢键、静电相互作用以及共价交联作用。3)对不同PVA/LDH添加量的T-WP-PVA/LDH复合材料进行力学性能分析,PVA/LDH添加量为20 wt%时,T-WP-PVA/LDH复合材料的拉伸强度和杨氏模量最大,分别为(287.29±4.91)MPa和(14.21±2.60)GPa,是纯T-WP的1.28和2.40倍。4)在相对湿度90%、温度25℃条件下放置16 h,T-WP-PVA/LDH复合材料的吸湿率为45.43%,力学拉伸强度为105.40 MPa;在湿润土壤中,T-WP-PVA/LDH复合材料表现出较好的可生物降解特性。【结论】T-WP-PVA/LDH仿生层状复合材料中,T-WP分子链上的活性含氧基团与PVA/LDH体系形成氢键、静电相互作用以及Al—O—C共价交联作用,构建协同增强体系,赋予T-WP-PVA/LDH复合材料优异的力学性能。木质层状复合材料优异的特性使其在包装、地膜、一次性餐盒等领域具有广泛应用前景,有望替代部分聚乙烯、聚丙烯等石油基产品。

关键词： 石墨烯   铝基复合材料   热处理   显微组织   耐磨性能  

摘要： 本文以石墨烯为增强相,采用高能超声辅助铸造法及后续热处理制备了铝基复合材料,并研究石墨烯和热处理对复合材料显微组织、力学性能和耐磨性能的影响。结果表明,石墨烯促进了复合材料晶粒细化,且热处理后Si相进一步细化及圆整。经热处理后复合材料的屈服强度和抗拉强度(245和319MPa)比基体(119和202MPa)分别提高了105.9%、57.9%。磨损试验结果表明,添加石墨烯和T6热处理后复合材料的磨损率最低,磨损机制由剥层磨损转变为磨粒磨损。

关键词： 碳纤维增强树脂复合材料   柱壳   屈曲理论模型   有限元   螺旋肋  

摘要： 为开展碳纤维增强树脂复合材料螺旋加强金属柱壳屈曲特性理论研究,建立了复合材料螺旋加强金属柱壳的复材层局部包裹面积比与厚度比数学关系,推导了金属内衬复材螺旋缠绕多层耐压壳抗压极限载荷理论模型。其次,开展了线性屈曲及非线性屈曲分析,并与试验结果对比分析。最后,根据推导的理论模型,形成了该类型全尺寸柱壳适用水深图谱。结果表明:插值法分析中数值分析与理论计算值的误差随复合材料包裹面积比增加而减小,最大误差为5.2%,最小误差为0.9%;试验模型中理论计算与数值分析、试验结果误差分别为3.20%、3.46%,三者具有良好一致性;内衬金属层厚度一定时,螺旋包裹适当复合材料带可适应水深范围较广,该应用对水下管路原位加强、深水管再利用等方面提供新思路。