关键词： C/C复合材料   化学气相渗透   层间滑动   断裂模式   带状结构   高韧性  

摘要： C/C复合材料是一种高性能新型复合材料,但是脆性大、韧性差的缺点限制了其广泛应用。因此,本研究利用化学气相渗透(CVI)法,设计并制备了三种C/C复合材料,基体炭分别为粗糙层、光滑层以及粗糙层/各向同性层带状结构热解炭,研究了C/C复合材料的微观结构、沉积机理、断裂行为和增韧机制。结果表明,三种C/C复合材料的抗弯强度分别为189.1、191.5、233.5 MPa。粗糙层和带状结构炭基体的C/C复合材料为假塑性断裂,而光滑层炭基体的C/C复合材料则是明显的脆性断裂。与粗糙层炭基体的C/C复合材料相比,带状结构炭基体的C/C复合材料通过不同结构热解炭之间的界面滑动,使得应变量增加了约70%,韧性得到了提升。因此,通过控制CVI工艺参数,实现带状结构热解炭制备,可以有效优化C/C复合材料的韧性。

关键词： 复合材料   粘结剂   优化设计   单搭接应力   剥离力  

摘要： 为提高复合材料爬架的粘接强度和耐高温高压性能,通过研究粘接机制和力学性能变化规律,提出复合材料爬架单搭接的优化工艺,建立了复合材料爬架的粘结剂模型,基于应力集中系数优化胶粘剂材质、粘接长度、胶层厚度。研究结果表明,各因素对剥离强度的影响大小依次为增粘助剂用量、烘培时间、烘培温度,增粘助剂为3.0%、烘培温度为140℃、烘培时间为40s时为最优工艺参数值。所提方法的粘结剂的导热系数高达1.87W/(m·K),断裂伸长率高达198.56%。提高了粘接强度和可靠性。

关键词： 非织造材料   复合材料   聚磷酸铵   熔喷材料   静电纺丝   阻燃性能  

摘要： 在静电纺丝液中添加无卤阻燃剂聚磷酸铵(APP),研究聚丙烯(PP)熔喷和PP/聚丙烯腈(PAN)@APP材料的阻燃过滤性能。结果表明:PP/PAN@APP对直径为0.3μm颗粒的过滤效率约为98%,而PP熔喷材料仅为41.504%;APP的加入明显改善了复合材料的燃烧性能,燃烧时无融滴滴落,成碳增加;TG结果显示,PP/PAN@APP的热性能比PP/PAN好,残碳量约是后者的7倍;并且随着APP质量分数增大,PAN@APP纤维的平均直径增大,但比PP纤维直径小;EDS能谱分析发现,APP中的主要元素N、P在纳米纤维材料中分布均匀。

关键词： 聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯   淀粉   表面活性剂   生物降解塑料  

摘要： 实验制备了聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)/淀粉复合材料,比较了几种表面活性剂对复合材料力学性能的影响,选择最佳表面活性剂并研究其用量对复合材料性能的影响。分析了PBAT/淀粉复合材料力学性能、熔体流动性能、亲水性能、热学性能。采用红外光谱仪、偏光显微镜对复合材料的分子结构与微观组织形貌进行表征。结果表明:表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对淀粉的改性效果更好。当SDBS用量为15 g时,复合材料的拉伸强度为10.15 MPa,断裂伸长率达到639.49%。随着SDBS用量的增加,复合材料的熔体流动速率先减小后趋于平缓,亲水性能增加,结晶温度升高,但对熔融温度影响不明显。偏光显微镜显示晶体细化、尺寸变小。3 340 cm^(-1)的红外响应峰强度呈上升趋势。

关键词： MXene   Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料   吸波   电磁屏蔽   吸波剂  

摘要： 在电磁屏蔽领域,铁氧体是常用的涂覆型吸波剂,但以Fe_(3)O_(4)为首的铁氧体存在一些不足。本研究采用冷冻干燥的方法成功制备了花苞状Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料,Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料的花苞状结构对电磁波的多重反射、界面极化和电磁耦合作用等使复合材料具有更好的微波吸收性能。当频率为6.74 GHz时,最小反射损耗达到-51.41 dB,对应的匹配厚度为2.8 mm,这意味着它可以吸收99.99928%的电磁波。本研究中特殊的花苞状Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料表现出优异的吸波性能,在电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。

关键词： 复合材料   摩擦学行为   防冻液   SiC陶瓷   Al_(2)O_(3)陶瓷  

摘要： 采用热压成型法制备短切碳纤维增强聚苯硫醚(PPS)复合材料,研究汽车专用防冻液环境中复合材料与4Cr13不锈钢、SiC陶瓷和Al_(2)O_(3)陶瓷配副在不同载荷下的摩擦磨损性能;考察摩擦副在防冻液中的润湿性与耐腐蚀性;利用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对复合材料及对偶件磨损面进行观察,结合磨损面EDS和XRD分析探究材料的摩擦磨损机制。结果表明:防冻液环境中,SiC陶瓷耐腐蚀性能最强,Al_(2)O_(3)陶瓷润湿性最好;在相同载荷下与4Cr13配副时复合材料的磨损率最低,但摩擦因数随载荷的增大上升最快,对偶件磨损率最大且磨粒磨损严重;与SiC或Al_(2)O_(3)配副时复合材料摩擦面呈现研磨特征;在相同载荷下与Al_(2)O_(3)配副时复合材料磨损率最大,磨屑向对偶件表面沉积,与SiC配副时复合材料摩擦因数最小且对偶件磨损率最小。因此PPS复合材料与SiC配副宜作为防冻液环境下长耐久滑动轴承的优选材料。

关键词： 三维编织   四步法   纱线轨迹   Matlab  

摘要： 基于四步法(1×1)编织技术的基本原理,对编织过程中携纱器的周期性运动及纱线在空间中所呈现轨迹进行了详细分析。利用Matlab软件定义了两个二元变量,以编程形式追踪携纱器的规律性运动。根据纱线一系列假设条件,采用内胞表征三维编织复合材料内部结构,建立了三维四向结构单胞模型。同时,给出纱线的空间坐标,利用Texgen软件完成了对三维编织复合材料预制体的建模。

关键词： 存储解决方案   电池系统   标称电压   先进复合材料   可持续发展   混合动力   博德  

摘要： 在追求高性能、高效率与环保的时代,博德公司凭借其创新的全复材结构电池系统,为电动和混合动力飞机提供了新的选择。为了通过减排实现航空业可持续发展,电动和混合动力推进系统已成为一种非常具有前景的技术方案。在此背景下,在高性能电池领域颇为知名的西班牙博德珍贵技术公司(Bold Valuable Technology)开发了一种名为BOLDair的高压电池系统,专为电动和混合动力飞机的独特要求而设计。该电池最大电能存储容量为14.8kWh,标称电压为672V,旨在为电动常规起降(eCTOL)飞行器、无人机和其他非受管制类飞机的可靠、高效的电能存储解决方案。

关键词： MoS_(2)/导电碳   水热法   电化学性能   超级电容器  

摘要： 以水热法制备不同导电碳含量的MoS_(2)/导电碳复合材料,采用扫描电镜(SEM)和电化学性能测试及交流阻抗测试分析导电碳含量对MoS_(2)/C复合材料的电化学性能。结果分析表明,当导电碳添加量为10%(质量分数)时,MoS_(2)/C复合材料微观形貌呈现为花瓣状的纳米片结构,颗粒粒径大小相对更为均匀,约为500~700 nm。根据电化学测试结果,当电流密度为1 A/g时,随着导电碳的增加,复合材料的质量比电容先增加后减小。其中导电碳添加量为10%的MoS_(2)/C复合材料具有最高质量比电容,为337.63 F/g且阻抗值相对更小,电池倍率性能相对较好,经300次恒流充放电,比电容保持率为88%。因此,将10%的导电碳与MoS_(2)进行复合作为超级电容器的电极材料,有助于提升超级电容的电化学性能。

关键词： 增材制造   多层交替沉积   γ射线屏蔽   WC-Co/316L  

摘要： 核工业场景中普遍存在具有极强穿透能力的γ射线,极易造成机器人等智能装备的电路系统故障失效.传统钨、铅等屏蔽材料无法兼顾可加工性、辐射屏蔽性能及结构力学性能,难以同时满足结构承载、屏蔽功能及经济性综合最优的设计目标.基于此,本文以316L不锈钢为基体,以WC-Co为功能-结构增强材料,采用定向能量沉积增材制造(DED-AM)技术提出了一种新的WC-Co/316L功能-结构一体化γ射线屏蔽复合材料交替沉积制备方法.首先,研究了WC-Co/316L,316L两种粉末交替沉积工艺,通过优化调控激光功率、扫描速度、粉末配比等工艺参数,制备出WC-Co/316L功能-结构一体化γ射线屏蔽复合材料;其次,对制备出的复合材料进行微观结构与宏观力学性能表征;最后,采用蒙特卡罗粒子输运模拟方法对厚度、WC-Co含量及沉积方式不同的WC-Co/316L复合材料γ射线屏蔽性能进行分析.结果表明,该复合材料的低能γ射线屏蔽率明显提升,且在材料成型过程中增加了形核率并使晶粒细化,显著提高了材料的拉伸强度.本研究可为功能-结构一体化γ射线屏蔽材料制备提供指导.