关键词： 钡铁氧体   羰基铁   复合材料   电磁参数   吸波性能  

摘要： 本文制备了钡铁氧体和羰基铁复合材料作为吸波材料,分析讨论了钡铁氧体在复合材料中不同含量对复合材料在2~18 GHz波段的电磁参数及吸波性能的影响。结果表明:随着钡铁氧体含量的减少,介电常数先增大后减小,在钡铁氧体含量为25%时达到最大。在2~7 GHz频段,磁导率随钡铁氧体含量的减少而增加,在7~18 GHz频段,磁导率随钡铁氧体含量的减少而减少;当钡铁氧体含量为50%,厚度为1.7 mm,最小反射损耗为−41 dB,有效吸收频率为9.2~14.9 GHz,带宽达5.7 GHz,复合材料的吸波性能最佳。

关键词： 陶瓷基复合材料   高速冲击   异物损伤   剩余拉伸强度   数字图像相关技术  

摘要： 连续纤维增韧陶瓷基复合材料以其良好的高温性能而被广泛应用在航空发动机等高温部件处,但服役过程中容易受到异物碎片冲击,这受到了广泛关注。研究采用轻气炮对化学气相渗透(CVI)技术制备的2D-SiC/SiC试样进行弹丸冲击,利用高速摄像机记录冲击过程,使用光学显微镜和CT观察异物损伤(FOD)的表面和内部结构,探讨了2D-SiC/SiC复合材料的高速冲击损伤特性。结果表明,2D-SiC/SiC复合材料的高速冲击损伤形式包括锥形裂纹、层间分层、纤维断裂以及基体压溃等。通过表征损伤发现,试件背部损伤和边缘处分层损伤由反射拉伸波造成,随着冲击速度提升,弹丸与拉伸波共同作用会造成试件穿透,试件边缘分层损伤减弱。对高速冲击后的试件进行准静态拉伸试验,明确了剩余力学性能与冲击速度、弹丸直径的关系,表明剩余拉伸强度是表征冲击损伤程度的有效参数。同时,采用数字图像相关(DIC)方法获得拉伸过程中的应变分布,并结合不同弹丸直径、冲击速度冲击后的剩余拉伸强度,进一步对比探究不同变量对冲击损伤的影响。研究结果表明弹丸直径是高速冲击损伤程度的主要影响因素。

关键词： Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料   弥散强化   固溶时效   力学性能  

摘要： 以Cu、Y、Ti和CuO粉末为原料,采用机械合金化(MA)和热还原的方法制备了Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合粉末。然后经放电等离子烧结(SPS)技术制备了Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料,并对材料进行了900℃固溶1 h和不同温度时效2 h的处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、拉伸试验和导电率测量仪等研究了不同温度时效处理对Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料组织及性能的影响。结果表明:随着时效温度的升高,Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料的晶粒和第二相尺寸增大,导电率降低,最大应变和抗拉强度先增大后减小。Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料经900℃固溶1 h+400℃时效2 h后,综合性能最优,其具有良好塑性的同时,抗拉强度和导电率分别达到326.4 MPa和73.0%IACS。

关键词： 复合材料   制备工艺   研究进展  

摘要： 铜基复合材料因其独特的性能在电子、仪表、电器工业等领域备受青睐,但其固有的低强度和硬度等特性,仍在一定程度上限制了其更广泛的应用。为了克服这些局限性,研究者们持续探索高效的制备方法和优化工艺。本文综述了近年来铜基复合材料制备领域的研究进展,重点讨论了粉末冶金法、机械合金化法和内氧化法等几种关键的制备方法。粉末冶金法通过混合铜合金粉末和增强相粉末,再经过压制和烧结等步骤,成功制备出铜基复合材料,具有工艺成熟、生产效率高的优点,为铜基复合材料的制备提供了可靠的技术途径。机械合金化法则利用高能球磨机或研磨机对金属粉末进行反复研磨,使金属粉末经历变形、冷焊和破碎等过程,从而实现材料的合金化。而内氧化法则采用独特的方法,将铜铝合金雾化成粉末后,在特定的氧化气氛中进行混合氧化,制备铜基复合材料,具有热稳定性好等优点,拓展了其应用范围。

关键词： 复合绝缘子   填充改性   闪络   电痕   陷阱分布   复合材料  

摘要： 复合绝缘子芯棒用环氧树脂具有机械强度高、绝缘性能好的优点,但在发热温升情况下极易产生电痕破坏,导致电网长期运行稳定性和安全性降低。因此,本文制备了不同微纳比环氧树脂/氮化铝(EP/AlN)复合材料,测试了沿面闪络及表面耐电痕特性,并结合陷阱分布特性及表面破坏参数进行分析。结果表明:随纳米颗粒掺杂比例提高,表面陷阱对电荷捕获能力下降,表面电导率有所提升,加快了表面放电进程,使闪络电压降低,单次释放能量减小;结合热导率上升共同作用,有效抑制了环氧树脂表面温升,提高了环氧树脂耐电痕性能。

关键词： 水利工程   闸门   新型纤维增强复合材料  

摘要： 新型纤维增强复合材料作为一种新型材料,在耐久性、抗疲劳性和耐冲击性等方面具有显著优势,在水利工程建设中的应用前景良好。此次研究利用数值模拟的方式探讨了新型纤维增强复合材料闸门结构优化设计问题,并提出正交内筋、弧形面板、内筋间距为70 cm、厚度为14 cm的最佳设计方案。同时,该方案闸门可以使用不同的环境温度,在水闸服役环境下具有良好的材料耐老化性能,建议在工程建设中采用。

关键词： 碳纤维/聚苯硫醚热塑性复合材料   电阻焊接   田口方法   硅烷偶联剂   表面改性  

摘要： 以使用碳纤维为增强体,聚苯硫醚为树脂基体的碳纤维增强聚苯硫醚(Carbon Fiber Polyphenylene Sulfide,CF/PPS)热塑性复合材料为研究对象,对其电阻焊工艺进行了研究,获得了最佳工艺参数,并使用硅烷偶联剂对加热元件(304不锈钢金属网)进行改性。在探索最佳工艺参数时,使用了田口试验方法,设计了三因子三水平的正交试验,得到了在CF/PPS电阻焊试验最佳参数(电流为42 A,压力为2.0 MPa,时间为10 s)下的最大单搭接剪切强度(Lap Shear Strength,LSS)为24.5 MPa。运用硅烷偶联剂对加热元件进行表面改性,提高了聚苯硫醚与金属网之间的黏附性。与加热元件未进行任何处理的焊接接头相比,使用硅烷偶联剂处理加热元件的焊接接头搭接剪切强度为31.1 MPa,提高了27%。

关键词： 多层异构复合材料   吸波性能   三维网络结构   反射损耗  

摘要： 通过模板法与物理混合法相结合,成功制备了三维网络结构的BaTiO_(3)(BTO)+Fe_(3)O_(4)三聚氰胺泡沫异质结构复合材料,采用扫描电镜和X射线衍射对复合材料样品的表面形貌和晶体结构进行了表征,并使用矢量网络分析仪测试了该样品在2~18 GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率,并根据测量数据计算了反射损耗值。随后,使用COMSOL多物理场仿真软件进行有限元分析,研究了该复合体系的吸收机制和吸波性能。结果表明:成功引入了BTO和Fe_(3)O_(4)形成的大量异质界面到三维网络结构碳中,构建了异质结构。BTO和Fe_(3)O_(4)优化了三维网络结构的阻抗匹配,从而显著提高了多层异构复合材料的有效吸收带宽。此外,BTO、Fe_(3)O_(4)和三维网络碳结构构筑成了高气孔率的三维网络,导致电磁波在材料内部发生多次反射和散射,增强了电磁波与材料之间的相互作用,实现了对电磁波的吸收,提升了吸波效率。该复合材料展示了出色的吸波性能,当复合材料的厚度为2.9 mm时,最强的反射损耗值达到−54.76 dB,而当复合材料的厚度为2.7 mm时,有效吸收带宽提升至7.92 GHz。

关键词： 纺织复合材料   网格划分   织物微观几何结构   体素网格   剪切性能  

摘要： 针对现有纺织复合材料网格划分时,由不规则纱线截面形状和材料边界引起的失真、干涉和锐化等问题,提出了一种基于织物微观几何结构的复合材料网格划分方法和单元拆分机制。该方法借助专业纺织建模软件DFMA建立织物单胞几何结构点云。首先,基于结构点云,计算纱线路径并采用Delaunay三角网改进的Alpha-shape算法计算纱线截面轮廓,依此获得纱线表面初始网格。然后,将该网格置于体素网格中,通过网格映射方法引入周期性边界,并与体素网格节点相匹配,进而消除纱线间的渗透和窄间隙。最后,拆分体素单元,以保证材料的连续性。采用该方法建立了平纹、三维整体正交和层间正交复合材料网格模型,并基于应变连续损伤准则与指数衰减模型建立了纺织复合材料的损伤起始与演化准则,模拟了平纹编织复合材料在剪切载荷作用下的力学性能。结果表明,与四面体和六面体网格划分方法相比,所提网格划分方法能够较为准确地还原复合材料内部几何结构,处理二维和三维机织物结构中的尖锐边界和复杂曲面,获得光滑的纱线表面和清晰的轮廓;网格数量适中,计算耗时仅为TexGen模型的15%。剪切模量和强度的仿真结果与实验结果对比分别相差8.93%和3.73%,验证了模型的有效性与可靠性。

关键词： 非对称超级电容器   过渡金属硫化物   CoS纳米片   分级核壳结构  

摘要： 超级电容器以其高功率性能、稳定的循环性能和优良的安全性等独特优势,作为储能器件在新能源汽车和移动电子设备等方面极具前景。然而,其能量密度相对较低,限制了实际应用。为提升电化学活性,本研究通过简便的溶剂热法、煅烧处理和电化学沉积技术,在碳包覆的ZnCo_(2)O_(4)-ZnO微球上沉积了CoS纳米片(ZCO-ZO@C@CoS)。碳层不仅可以促进电子传输,增强导电性,还提升了结构的稳定性;CoS纳米片之间形成的开放网络空间促进了离子快速传输。此外,CoS纳米片具备丰富的电活性位点,实现了快速可逆的氧化还原反应;核壳结构内部的纳米线、碳层和外层纳米片的共同作用,有效提升了材料的整体电化学性能。因此,ZCO-ZO@C@CoS在1.5 A·g^(−1)时的比电容达到1944 F·g^(−1)(972.0 C·g^(−1)),20 A·g^(−1)高电流密度下循环10000次后比容量保持率为75%。由ZCO-ZO@C@CoS(正极)和活性炭(负极)组成的非对称超级电容器器件也表现出优异的比电容、高的倍率性能和优异的循环稳定性,显示出良好的应用前景。