关键词： 纳米氧化铝   玄武岩纤维   界面改性   复合材料  

摘要： 使用纳米氧化铝对玄武岩纤维进行表面改性,采用层压法制造改性玄武岩纤维/环氧树脂复合材料(BFRP),并研究纳米Al_(2)O_(3)含量对改性复合材料绝缘与力学性能的影响。结果表明:质量分数为1.0%的纳米Al_(2)O_(3)改性的玄武岩纤维复合材料(1.0K-BFRP)界面改性效果最佳。与未改性的复合材料相比,1.0K-BFRP的介质损耗因数降低了38.13%,沿面闪络电压提高了42.96%,击穿电压提高了33.96%,表现出更加优越的绝缘性能;拉伸强度、弯曲强度、层间剪切强度分别提高了26.46%、48.19%、66.06%,玻璃化转变温度提高了4.49℃。

关键词： 55%SiCp/6061Al复合材料   真空热压   粒径级配   均匀度   致密度   抗弯强度  

摘要： 采用真空热压法制备了55%SiCp/6061Al(55%为体积分数)复合材料,研究SiCp粒径级配对复合材料SiCp分布均匀度、致密度和抗弯强度的影响.研究结果表明:粒径级配复合材料组织致密、SiCp分布均匀且SiCp与6061Al合金基体界面结合强度高.双粒径(60+25)μm、质量比4∶1复合材料热处理后抗弯强度由395 MPa提高为548 MPa;三粒径级配为(120+60+25)μm、质量比为1∶1∶1的复合材料热处理前抗弯强度最高,为397 MPa;双粒径级配(106+25)μm、质量比4∶1的复合材料致密度>99.0%、均匀度>90.00%、热处理后抗弯强度>400MPa,具有优异的综合性能.

关键词： 独立挤出   CFRC 3DP   图像处理   在线优化   尺寸精度  

摘要： 为了改善“独立挤出型”连续纤维增强复合材料3D打印(continuous fiber reinforced composite 3D printing, CFRC 3DP)制件的尺寸精度,提出了基于图像处理技术的在线优化方法,建立了CFRC 3DP尺寸精度的在线反馈优化模型,研究了图像滤波、边缘检测及边缘几何基元的提取方法,基于CFRC 3DP打印层实际尺寸与理论尺寸的误差对比,求解了打印制件的误差比例系数,修正了电机步进值,实现了CFRC 3DP尺寸精度的在线优化.通过对典型轴套类零件优化前后的打印尺寸研究,并利用假设检验进行了统计学分析,实验结果表明优化前后打印样件的尺寸存在显著性差异,8 mm轴和16 mm轴的直径打印精度分别提升了1.34%和0.76%,且标准差均有所减小,验证了尺寸精度在线优化方法的可行性和有效性.

关键词： 金属双极板   石墨烯基   聚合物   复合材料   腐蚀与防护  

摘要： 简单介绍真空气相沉积制备双极板涂层的优缺点;提出石墨烯作为理想防腐填料应用于双极板涂层的可能性;指出石墨烯基聚合物复合涂层的分散性难题及解决方案;详细综述了几种湿法涂覆石墨烯衍生物或二维纳米材料聚合物复合涂层的制备方法,以及各自涂层形貌、导电性、耐蚀性上的特点;最后展望了现阶段的石墨烯基聚合物复合涂层的缺陷以及改进方向。

关键词： BiOX材料   TiO_(2)-BiOI复合材料   光谱性能   光催化性能   重复使用性能  

摘要： BiOI作为BiOX材料中的一种,具有带隙窄、对可见光吸收强的优点。以TiO_(2)为原料,采用溶剂热法制备了TiO_(2)-BiOI复合材料,通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、PL及光催化降解等手段对复合材料进行了表征,探究了TiO_(2)不同复合比对复合材料结构和光催化性能的影响。结果表明,球状颗粒的TiO_(2)分布在BiOI的片层之间,二者复合后提高了复合材料在可见光区域的光响应能力,减小了带隙宽度。发射光谱表明,TiO_(2)-BiOI复合材料在467 nm处出现了本征发射峰,发射峰强度随TiO_(2)质量分数的增加先降低后轻微增大,TiO_(2)-BiOI-30%的PL强度最低。以甲基橙溶液模拟降解废水,TiO_(2)-BiOI复合材料对甲基橙的光催化降解率随TiO_(2)质量分数的增大表现出先增大后降低的趋势,TiO_(2)-BiOI-30%在180 min时对甲基橙的降解率最高为99.57%,较纯BiOI提高了100.62%,重复使用5次后降解率依旧高达97.02%,具有优异的重复使用性能。

关键词： 复合材料   螺旋桨   均匀流场   流固耦合   尺度效应  

摘要： 为实现实尺度复合材料螺旋桨的流固耦合性能预报,针对船用复合材料螺旋桨在均匀流场中稳态流固耦合的尺度效应问题,本文基于Ansys Workbench建立了双向流固耦合算法,采用ACP模块对3种尺度的4381复合材料螺旋桨进行30°角铺层建模,分析了流固耦合下结构变形与敞水性能变化的尺度效应规律。研究结果表明:粘性力相对占比是刚性桨敞水性能尺度效应的主要因素;流固耦合最大变形比和螺距变形比均与缩尺比呈线性关系,因流体的附加刚度作用,最大变形比需在悬臂板挠度公式基础上作3%的修正;流固耦合后敞水性能的改变量与缩尺比呈线性关系,其尺度效应需在刚性桨敞水性能尺度效应关系上进一步作5%~7%的修正,修正量与复材桨压力中心区和桨叶的厚度均有一定关系。考虑流固耦合的复材桨尺度效应修正为不同尺度复材桨的数值计算和性能预报提供了有效参考。

关键词： 混杂纤维   水泥基复合材料   弯曲性能   荷载-挠度曲线   聚乙烯纤维  

摘要： 为研究三种纤维混杂对高韧性水泥基复合材料(ECC)弯曲性能的影响,将聚乙烯(PE)纤维与钢纤维(SF)、玄武岩纤维(BF)混杂,通过21组四点弯曲试验,分析试件的受力、破坏过程及不同混杂纤维掺量对弯曲性能的影响,并将弯曲性能试验结果与拉伸性能试验结果进行比对,得到混杂纤维ECC的弯、拉对应关系。研究结果表明:与单掺PE相比,复掺纤维可有效提高ECC的弯曲极限强度,但会损失一定程度的延性。钢纤维掺量对延性性能影响较大,建议钢纤维掺量不超过0.4%,且总纤维掺量不超过2.3%。玄武岩纤维对混杂纤维ECC起到良好的增强、增加延性作用。基于弯-拉关系得到的极限拉伸应变与试验值吻合良好,因此四点弯曲试验可以代替单轴拉伸试验来评价混杂纤维ECC的力学性能。

关键词： 碳纤维增强复合材料加固   再生混凝土柱   试验研究   纵筋配筋率   复合受扭   抗震性能  

摘要： 为探究碳纤维增强复合材料(CFRP)加固再生混凝土复合受扭柱的抗震性能,设计了2根CFRP加固再生混凝土柱试件和1根未采用CFRP加固的再生混凝土柱试件,并进行了复合受扭下的拟静力试验,分析了应变、裂缝发展规律及破坏形态。结果表明:2根CFRP加固试件发生扭型破坏,1根未加固试件发生弯扭型破坏;CFRP加固柱试件具有更好的抗震性能,峰值扭矩和延性系数分别提升了44.68%、71.41%,强度衰减、刚度退化、耗能及累积损伤等性能都得到明显提升;纵筋配筋率对试件的抗震性能影响不大,峰值扭矩提升了5.45%,刚度退化及累积损伤等性能得到改善。

关键词： GFRP弯折筋   UHPC   筋材直径   锚固长度   三阶段断裂过程   受力模型  

摘要： 通过玻璃纤维增强复合材料(GFRP)弯折筋增强超高性能混凝土(UHPC)拉拔试验,研究了GFRP筋弯折区域力学服役性能及损伤机制,揭示了GFRP弯折筋与UHPC协同受力状态,建立了试件受力模型。试验研究变量包括:GFRP筋材直径、弯折筋尾部锚固长度、筋材尾部形状以及筋材基体种类。研究表明,受到GFRP筋材弯折区域褶皱和受力肩应力集中影响,GFRP筋材直径对弯折强度影响较大;弯折筋尾部锚固长度的增加,在一定程度上利于GFPR筋弯折强度提升;筋材尾部形状(L型和U型)对弯折强度的影响较小。基于此,阐述了GFRP筋弯折区在受拉状态下的损伤破坏机理;提出了GFRP弯折筋三阶段断裂过程:筋材受力肩内侧基体开裂、内侧纤维断裂和外侧纤维断裂;建立了GFRP弯折筋-UHPC弯折区域拉拔状态下的受力分析模型。

关键词： g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料   水热法   5-羟甲基糠醛   果糖  

摘要： 采用水热法制备g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料,并将其应用于果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)。利用SEM、TEM、XRD、FTIR、BET等检测手段对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的形貌、晶型、基团和比表面积进行了表征,同时研究了反应温度、反应时间、催化剂用量及溶剂种类对果糖转化率、5-HMF的收率和选择性的影响,此外,还考察了催化剂的稳定性。结果表明,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料具有三维立体网状结构,比表面积达到了31.4782 m^(2)/g,对果糖脱水反应具有良好的催化活性;在果糖质量为5.0 g、二甲基亚砜用量15 mL、g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO用量1.0 g、反应时间3 h、反应温度150℃的条件下,果糖的转化率为98.5%,5-HMF的收率为69.7%,选择性为70.8%;5次循环使用后,5-HMF的收率仍能达到58.8%,表明g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的催化稳定性良好。