关键词： 纤维增强热塑性复合材料   界面增强方法   金属表面处理   激光加工   微结构  

摘要： 综述了纤维增强热塑性复合材料/金属界面连接机制和界面调控的国内外研究动态,涵盖粘附和机械结合两种机制。简要概述了粘附机制的主要结合力类型,探讨了粘附机制下连接界面轻度较差的原因;重点关注了机械方法、化学方法、金属表面增材处理和激光加工4类机械结合界面调控方法,其中化学方法的使用会对环境造成一定危害,且难以精确控制微结构的形貌尺寸。而金属表面增材制备微观结构的方法目前还存在难以实现完全锚固且易变形造成应力集中的问题。利用高能量密度激光对金属表面进行粗化、清洗以及引入化学基团,可以在毫米、微米和纳米等不同尺度下调控微结构形貌,对接头强度的改善效果远高于喷砂、喷丸、砂纸打磨、铣削加工等机械方法。同时,超快脉冲激光与材料相互作用时间极短,热影响小,能加工出跨尺度复合结构,相比于其他金属表面处理方式,超快激光表面处理能更大程度上提高接头强度。

关键词： 海工结构   阴极防护自供能   纳米水泥基热电复合材料   温差发电性能   电化学性能  

摘要： 经略海洋及双碳背景下,用阴极防护(CP)技术提升海工结构服役寿命具有重要意义,然而需外加电源额外驱动。为此本文先用水热法合成纳米二氧化锰(nMnO_(2)),然后与碳纳米管(CNTs)复掺水泥砂浆体系中,制备纳米水泥基热电复合材料(NTEC);最后将20个NTEC串联成1套热电发电模块,并结合电化学方法综合评价基于温差发电的NTEC热电模块直接用作海工结构钢筋CP系统电流供给源的可行性。结果表明:复掺有0.2wt%CNTs与5.0wt%nMnO_(2)的NTEC试件的热电系数、热电功率因数可分别达3612μV/℃和301.4μW·m^(-1)·℃^(-2),本征力学强度与耐久抗渗性得到保障;施加基于NTEC温差发电的CP,钢筋的腐蚀电位正移,腐蚀概率显著降低;施加基于NTEC热电模块的CP后能使钢筋腐蚀电流密度降低3个数量级,腐蚀电荷转移得到了抑制,腐蚀速率大为降低,实现海工结构钢筋CP的自供能,同时保障了其用作保护层的强度与耐久性。

关键词： SiCp/Al   高压渗流   预制体   界面   热处理  

摘要： 高压渗流法制备SiCp/Al复合材料因其适应性广、操作简单、易于实现中高体积分数SiCp/Al复合材料的生产等特点而受到广大科研工作者的关注与广泛应用。本文详细阐述了中高体积分数SiCp/Al复合材料的高压渗流工艺,包括预制体的制备和高压渗流过程两方面,并对预制体制备过程中颗粒粒径、添加剂等因素以及高压渗流过程中压力、温度等工艺参数对复合材料性能的影响进行了分析;简述了SiCp/Al界面润湿性的改善策略及其对复合材料性能的影响,以及热处理对复合材料组织与性能的影响;最后介绍了中高体积分数SiCp/Al复合材料的应用,并展望了高压渗流法制备中高体积分数SiCp/Al复合材料的发展前景。

关键词： 导热材料   电磁波吸收   复合材料   热导率   吸波性能  

摘要： 5G通信中电磁污染尤为严重,吸波材料可有效的吸收和衰减电磁波,将电磁能转换为热能的形式散失掉,已被广泛应用于航天航空、军事设施及电子通信等领域。然而,电子设备的小型化、集成化与高频化使电子设备无法及时将其产生的热能耗散掉,从而影响设备的正常运行。因此,如何将导热材料高效的应用于电磁波吸收成为了当前吸波领域研究的重点和热点。基于此,本文综述了不同种类的导热材料在电磁波吸收中的应用及研究进展,首先按照组成成分介绍了导热材料的种类,并详细阐述了金属材料、陶瓷材料、碳材料及其复合物和导热高分子材料及其复合物的导热机制及不同导热材料在电磁波吸收中的作用机制与应用。最后对导热吸波一体化材料未来的研究方向及推广应用提出了见解。

关键词： 硬质聚氨酯泡沫   聚磷酸铵   铜尾矿   复合材料   阻燃  

摘要： 以聚磷酸铵(APP)/铜尾矿(CTS)为阻燃体系,采用一步全水发泡法制备硬质聚氨酯泡沫/聚磷酸铵/铜尾矿(RPUF/APP/CTS)复合材料。阻燃测试表明,RPUF-30APP的极限氧指数(LOI)达到24.0%,垂直燃烧测试达到V-0级别,其阻燃性明显提高。锥形量热测试表明,RPUF-30APP的热释放速率峰值(PHRR)由纯样的300.5 kW/m^(2)降低至139.4 kW/m^(2),下降幅度高达53.6%;总热释放(THR)由纯样的40.0 MJ/m^(2)下降至28.1 MJ/m^(2),降低幅度高达29.8%,表明APP/CTS体系明显降低复合材料燃烧过程中的热释放,其火灾安全性提高。炭渣分析表明,CTS/APP/RPUF复合材料燃烧过程中形成了致密的炭层,提高了复合材料的阻燃性能。该研究为CTS提供了一个新的应用领域,并为提高聚合物的防火安全性铺平了道路。

关键词： 配筋ECC柱   拟静力加载   复合受扭   抗震性能   Park-Ang法   累积损伤指数  

摘要： 为研究配筋工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)柱在压弯剪扭复合受力状态下的抗震性能,对11根配筋ECC试件和1根钢筯混凝土(Reinforcement Concrete,RC)试件进行拟静力试验,探究轴压比、扭弯比、剪跨比、纵筋配筋率、配箍率、纤维含量、原材料等参数对抗震性能和损伤指数的影响。结果表明:相较于RC柱,ECC柱的抗变形能力更强,复合受扭承载力和抗震性能也有显著提升;达到极限位移后ECC柱的扭矩下降平缓,其损伤进程也较为缓慢;对于ECC试件,适当提高轴压比、扭弯比、剪跨比和纤维含量能够有效抑制地震作用下构件的损伤;配箍率对于ECC柱的复合受扭承载力影响不大,但配置箍筋是必要的。

关键词： 高速铁路   竹缠绕复合管   隧道逃生通道   低碳   轻质   自动化  

摘要： 传统隧道逃生管由于质量较重、移动不便等问题导致日常使用率不高,造成了较大的安全隐患。竹缠绕复合管是以竹子为基材的新型生物基材料,继承了竹子的各项优良力学性能,并且相对密度较小,生产过程碳排放量低。本文阐述了所设计的用于逃生通道的竹缠绕复合管,确定了其截面尺寸,并通过试验进行了力学验证,结果表明竹缠绕复合管优于主流使用的PE管。通过理论分析和有限元模拟两种方法,计算了冲击碰撞工况下竹缠绕复合管受力情况,并模拟计算了极端静载工况下管材的受力情况,结果表明竹缠绕复合管应用于隧道逃生通道是可行的,并简述了其主要应用优势。所研发的低碳、轻质、自动式竹缠绕复合管逃生通道,成功在高铁隧道项目进行了应用,并取得了良好的经济效益和环保效益。

关键词： 断裂力学   微结构复合材料   非均质材料   强韧化  

摘要： 亿万年的“物竞天择”促进自然界生物进化出精妙绝伦的微观结构,生物材料的力学性能因此得以突破传统结构材料著名的“强度-韧性”倒置关系,这为未来先进工程结构材料的研发提供了新的思路.但复杂的微结构也使生物材料的宏观断裂行为呈现出多尺度、多过程、多介质耦合的复杂特征,为建立基于均匀性假设的经典断裂力学理论方法带来新的挑战.对含有微结构的生物复合材料的断裂力学行为进行深入研究,对拓宽断裂力学的研究范畴,推动断裂力学理论的发展,启发新一代先进结构材料的优化设计具有重要的科学意义和潜在应用前景.本文试从理论分析、数值模拟、实验手段三个方面回顾近年来关于含有精细微结构的生物及仿生复合材料断裂力学的研究进展,重点介绍新方法与新思想,为非均质材料断裂力学的发展和先进材料的强韧化设计提供借鉴.

关键词： NBT基陶瓷   弛豫   储能   无铅   复合材料  

摘要： 综述了NBT基铁电陶瓷弛豫特性增强途径及结构设计调控储能性能方法。首先介绍了NBT的晶体结构及其相变,其次详细阐述了增强NBT陶瓷弛豫性和储能性能调控方法,最后对NBT基弛豫铁电材料未来的方向和发展提出了见解。