关键词： 玄武岩纤维   表面改性   复合材料   力学性能   界面相互作用  

摘要： 本文为了解决纳米改性玄武岩纤维对复合材料力学性能的影响机制。对比化学改性与物理改性方法,本研究采用三种改性途径,即化学改性、物理改性和纳米改性,对玄武岩纤维进行表面处理。通过对比这三种方法的不同之处,我们发现纳米改性技术能够更好地调整基材与纤维间的界面性能,增加纤维的粗糙度,从而增强两者之间的黏着力。将改性前后的纤维放入复合材料中,通过拉伸试验、弯曲试验和疲劳试验对其力学性能进行全面考察。经纳米改性后的玄武岩纤维表面性能得到进一步提升,纤维与基体的界面结合力增强。结果表明,在去除掉基质的影响下,经过纳米改性的玄武岩纤维能显著提高复合材料的抗拉强度和弯曲强度,将前者提高了25%,后者则增加了18%。同时,纳米改性还能显著延长材料的使用寿命(疲劳寿命),尤其在长时间和高频率交替应力环境下表现更为突出。这一优势将极大地促进玄武岩纤维在军事、工业领域的推广应用。这些性能的提升归因于纳米改性剂对纤维表面的优化作用,有效改善了纤维与基体的相容性。进一步优化复合材料的性能,为高性能复合材料的设计与应用提供有力支持。

关键词： 碳纳米管   分散方法   聚合物基   电磁干扰屏蔽   复合材料  

摘要： 当今,柔性可穿戴电子设备、航空航天等领域的快速发展对柔性、轻质电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)屏蔽材料的需求不断增加,碳纳米管/聚合物基复合材料因具有柔性好、质量轻、导电性和机械稳定性优异、EMI屏蔽效能可调等优点而备受关注。本文介绍了电磁屏蔽机理,对碳纳米管的分散方法和碳纳米管/聚合物基柔性EMI屏蔽复合材料的制备方法进行了对比总结,综述了碳纳米管/聚合物基柔性EMI屏蔽复合材料的研究进展。最后,提出了碳纳米管/聚合物基柔性EMI屏蔽复合材料亟待解决的关键科学问题,并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词： Al/Mg复合材料   消失模铸造   超声振动   界面   微观组织   力学性能  

摘要： 研究了连续超声振动和间歇超声振动两种施振方式对消失模铸造Al/Mg双金属材料界面组织和力学性能的影响。结果表明,未施加超声振动Al/Mg双金属界面由Al-Mg金属间化合物区和共晶组织区组成,两个区域边界存在一层氧化膜,阻碍了元素扩散,Mg_(2)Si相呈网状,团聚分布于金属间化合物区。两种超声施振方式均能通过超声空化效应和声流效应破碎和消除氧化膜,并使Mg_(2)Si相细化和分散于整个界面,部分共晶组织转变为金属间化合物,提高了界面组织和显微硬度分布均匀性。连续超声振动作用下Al/Mg双金属界面剪切强度达到53.9 MPa,相比未超声处理提升63.8%。间歇超声振动作用下,界面厚度较连续超声振动减小,然而局部区域存在孔洞缺陷和Mg_(2)Si相局部聚集,削弱了对界面的强化效果,但界面剪切强度仍达到49.5 MPa。

关键词： 多层复合材料   黏接缺陷   超声检测   声阻法  

摘要： 用于直升机桨叶的新型多层复合材料以不锈钢、橡胶、加热组件和玻纤黏接而成,因其结构复杂且工作环境恶劣,亟需进行严格的质量控制。常规超声检测信号混叠现象严重,无法检出橡胶与玻纤黏接层缺陷。在分析复合材料机械阻抗的基础上,搭建了基于声阻法检测该复合材料的模型,并推导出两个用以表征黏接缺陷信息的参量。试验结果表明,使用机械阻抗的相位与幅值能较好地表征材料缺陷的深度与大小信息,声阻法检测复材黏接缺陷具有较高的可靠性和缺陷检出率。

关键词： 共形天线   蜂窝夹层   辐射体   预固化   变形控制  

摘要： 一方面分析共形天线蜂窝夹层结构的特点和成型难点,另一方面通过铺层优化、辐射体表面处理、蜂窝预固化和共固化工艺参数调整等措施,提升共形天线的质量。产品试制表明,在成型U形结构共形天线时,先对蜂窝进行预成型,再将蜂窝、辐射体和蒙皮进行共固化,能够得到质量良好的共形天线,而且蒙皮、蜂窝和辐射体之间不易脱黏。同时,在共固化过程中设置合理的温度参数,能够有效降低产品的变形量,保证其外观质量。

关键词： 激光熔化沉积   TC4钛合金   复合材料   热-流行为   颗粒分布  

摘要： 颗粒增强钛基复合材料在航空航天等领域具有广阔的应用前景,采用仿真与试验相结合的方法,对激光熔化沉积TiC/TC4复合材料过程中的热-流行为和沉积层中陶瓷颗粒的分布状态进行了研究.结果表明,工艺参数对熔池的热-流行为及沉积层形貌具有显著的影响,熔池表面的流体流动呈波纹状,熔融金属从熔池中心向四周流动;熔池底部等温面上熔融金属从四周流向熔池底部,并出现漩涡现象.在激光熔化沉积过程中,TiC颗粒穿透熔池表面的Marangoni对流区,在熔池中与流体交互作用,最终在沉积层中出现沉积层中上方部位团聚、沉积层中下方部位团聚、沉积层中均匀分布等分布状态.

关键词： 复合材料   创新能力   实践教学  

摘要： 复合材料是材料科学与工程专业的专业拓展课,是一门理论和实践并重的专业课程,强化实践教学,开拓学生的知识广度,培养创新意识显得尤为重要。借鉴工程教育专业认证理念,结合民族院校人才培养的目标要求对课程提出了新的要求。通过更新优化教学内容和方式,增加实践任务环节,兼顾课程思政育人,形成具有特色的教学方法,使学生在教学过程中不断强化理论知识,培养学生的创新能力和创新思维。

关键词： 纳米纤维   纳米复合材料   静电纺丝   离子传输动力学   电化学性能  

摘要： 纳米纤维复合材料因具有高孔隙率、高比表面积以及多样化的组成和结构可设计性被广泛应用于锂硫电池、锂空电池等新型锂金属电池储能体系中.电池的电化学性能主要依赖于充放电反应中的离子传输过程,而纳米纤维的结构形态以及表/界面性质对于离子传输动力学具有重要影响.因此,本文针对新型储能电池应用中离子传输动力学缓慢、中间产物如多硫阴离子等易穿梭,以及负极枝晶生长等关键科学与技术问题,综述了纳米纤维复合材料的创新性设计和制备方法;进一步结合本课题组近期工作重点,阐述了纳米纤维复合材料的组成与结构调控对锂电池中离子传输动力学的优化作用;最后,总结了纳米纤维复合材料在锂电池正负极、隔膜、电解质等领域的应用进展,并讨论了其在新型储能设备领域的挑战和未来发展前景.

关键词： 复杂载荷   螺栓连接   螺栓松弛   复合材料   夹紧力   复合材料损伤  

摘要： 本研究基于疲劳试验机,自主设计了复杂载荷螺栓松动试验装置。在不同的试验参数下开展了复杂载荷作用下螺栓连接结构松弛行为试验,系统地研究振动幅值、载荷类型对复杂载荷下螺栓连接结构松弛行为的影响。通过获取螺栓连接的实时残余夹紧力和螺栓螺母相对旋转角度,并结合光学显微镜分析复合材料板表面损伤形貌,进一步揭示复合材料螺栓连接松动机理。主要结论如下:当载荷幅值越大,螺栓连接残余夹紧力下降的值越大,连接结构越容易发生松弛行为;轴向幅值增大会导致复合材料板孔周位置损伤加重,横向幅值增大则会导致复合材料板板面磨损加重;复杂载荷的载荷类型对连接结构松弛行为会产生明显影响,与静拉伸载荷相比,振动载荷对螺栓连接残余夹紧力的影响更大。

关键词： 聚丙烯   VOC   萃取剂   力学性能   热性能  

摘要： 本文以聚丙烯为基体,使用碳酸钙填充母料模拟聚丙烯材料日常生产使用中主要可挥发性有机物(VOC)的来源,系统研究了萃取剂(BYK-P4200)对于PP复合材料VOC的影响,与此同时,还研究了其力学性能、热稳定性、结晶性能。实验结果表明,BYK-P4200用量的增加,挥发性有机化合物的含量明显减少,高温使用性能显著提高,抗拉强度变化不大。少量萃取剂的加入,在聚丙烯复合材料体系中起异相成核的作用,有效的促进了聚丙烯的结晶,提高其结晶速率。