关键词： 耐电晕寿命   介电性能   环氧树脂   氮化硼   复合材料  

摘要： 电晕放电影响电气设备的稳定运行和使用寿命,提高绝缘材料的耐电晕性能对于保证电气设备的正常运行具有重要意义。本文利用硅烷偶联剂改性氮化硼(BN)制备改性BN(fBN),并将其与分散剂(有机硅硼复合氧化物(Si-B))共混对环氧树脂(EP)进行了改性。采用共混法和热固法制备了不同fBN含量的f BN-Si-B/EP复合材料,提高了环氧树脂的耐电晕寿命。实验结果表明:在30℃和30 kV·mm^(-1)电场强度下,f BN-Si-B/EP复合材料的耐电晕寿命最高可达114.8 h,是纯环氧树脂5.01倍。随着fBN掺杂量的增加,fBNSi-B/EP复合材料的介电常数呈现增加的趋势。同时,该复合材料的体积电阻率和击穿场强则表现出先降低后增加的趋势。少量fBN的加入可以降低复合材料的相对介电常数,抑制介电损耗增加。虽然fBN-Si-B/EP复合材料的击穿场强和体积电阻率略微降低,体积电阻率极小值为6.65×10^(14)Ω·cm,击穿场强极小值为24.04 kV·mm^(-1),但仍具有较好的绝缘性能。

关键词： 线性低密度聚乙烯   碳纳米管   抗静电   复合材料  

摘要： 目的制备特种产品用抗静电包装材料。方法采用碳纳米管(CNT)对线性低密度聚乙烯(LLDPE)进行熔融复合改性,研究CNT含量对LLDPE电学性能、力学性能、结晶行为及热稳定性的影响,并对确定的最优体系进行应用性能考核。结果CNT具有较大的长径比,直径为10~20 nm,纯度较高。LLDPE/CNT复合材料表面电阻率变化呈现明显的“渝渗”现象,当CNT质量分数从3%增加至5%时,其表面电阻率由1013Ω骤降至105Ω。随着CNT含量增加,LLDPE/CNT复合材料的拉伸强度增加,断裂伸长率和冲击强度有所降低。CNT没有改变LLDPE的熔融行为,但其结晶度和熔点随着CNT含量增加而略有降低。LLDPE/CNT复合材料起始降解温度和最大降解速率处温度随着CNT含量增加而增加。CNT质量分数为4%的LLDPE/CNT复合材料综合性能最优,热氧老化后其表面电阻率几乎无变化,相比纯LLDPE,其熔融指数有所下降,氧化诱导时间大幅提升。结论通过CNT对LLDPE树脂进行改性,制备了综合性能优良的抗静电LLDPE/CNT复合材料,在特种产品包装领域具有良好的应用前景。

关键词： 石墨烯   液态金属   仿植物茎状层级结构   环氧树脂   纳米粒子   热传导  

摘要： 环氧树脂具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性和成本低廉的特点,可广泛应用于电子封装行业。然而,环氧树脂的本征低热导率(约0.2 W·m^(-1)·K^(-1))限制了其在热管理中的应用。在环氧树脂基体中加入高导热填料并形成有序结构是提高环氧树脂基复合材料热导率的有效方法。通过3D打印和定向冷冻制备了一种具有仿植物茎状层级结构的石墨烯-液态金属/环氧树脂复合材料。该复合材料在垂直方向上(40%总填料质量分数)表现出5.56 W·m^(-1)·K^(-1)的热导率,即约2.47倍于相同含量下的石墨烯-液态金属/环氧树脂共混复合材料。这种优异的导热性能可归因于沿石墨烯富集分层相的各向异性的茎状导热路径的形成和液态金属与环氧树脂间相容性的提高。同时,其独特的结构使该仿生复合材料保持了优异的机械性能。与纯光敏树脂骨架相比,该仿生复合材料在横向和纵向两个方向的抗压强度分别提高了192%和240%。因此,该石墨烯-液态金属/环氧树脂复合材料可作为热界面材料的最佳选择应用于电子工业。

关键词： 化学纤维工业   科技强国   复合材料工业   产业升级   高性能纤维   新材料产业   新材料领域   江苏省连云港市  

摘要： 作为新材料产业的重要组成部分,作为产业升级和技术创新的关键领域,高性能纤维及复合材料直接关系到制造业的转型提升,关系到新材料领域中新质生产力的培育。5月17日,首届中复神鹰·2024国际高性能纤维及复合材料(连云港)高端论坛在江苏省连云港市召开。论坛由中国化学纤维工业协会、中国复合材料工业协会、中复神鹰碳纤维股份有限公司主办,国家级连云港经济技术开发区支持。

关键词： 纤维增强复合材料   数值模拟   热固性树脂   成型工艺  

摘要： 纤维增强热固性树脂基复合材料在高端制造领域应用广泛,其固化过程涉及树脂流动、固化反应发生、残余应力引发固化变形等多个步骤。数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料的工艺成型过程是一个多场耦合的复杂问题,建立完善的数值模拟方法用来预测其成型过程中的固化行为对于工艺类型选择、工艺参数设计和复合材料构件性能优化具有重要的理论与实践意义。本文归纳了数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程的主要研究进展,并讨论了不同数值模型的适用条件,通过分析同一问题不同模型的适用条件可以为复合材料固化工艺及参数设计的选择提供指导。提升精度和降低成本是数值模型迭代优化的主要研究方向。在此基础上,本文对数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程进行了总结,并认为未来可以从复合材料的树脂流动多尺度建模、机器学习与材料基因组方法在复合材料的构件优化设计中的应用和残余应力对复合材料的性能及使用寿命的影响等方面开展研究。

关键词： 聚丙烯   空心玻璃微珠   偶联剂   改性   复合材料  

摘要： 以不同种偶联剂对空心玻璃微珠(HGB)表面进行改性并与聚丙烯(PP)进行混合,制备不同比例PP/HGB复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)表征复合材料的形貌与结构,证明了HGB成功被偶联剂修饰;利用密度测试仪、万能试验机测试复合材料的密度及力学性能。研究结果表明,经过不同偶联剂改性HGB后,其与PP的相容性都有所改善;其中,通过KH550改性复合材料改善最为明显。加入含KH550改性HGB的复合材料大幅度降低了PP的密度并提高了复合材料的力学性能。当加入5%KH550改性的HGB后,复合材料的密度达到了0.906 g/cm 3;冲击强度为30.5 MPa,相比于纯PP上升了了64.6%,断裂伸长率和冲击强度有着相同的趋势,达到最大值58.9%,相比于纯PP增加了89%;拉伸强度相比于纯PP上升了4.6%,弯曲强度上升了14.67%。

关键词： 环氧树脂   球形氮化硼   绝缘性能   力学性能  

摘要： 针对常规片状氮化硼比表面积大,与环氧树脂复合时会急剧增大树脂黏度的问题,本研究制备了球形氮化硼,并将其作为填料与环氧树脂复合制备了球形氮化硼/环氧复合材料。研究了球形氮化硼/环氧复合材料的制备工艺和固化特性,对比研究了片状/球形氮化硼填料的形貌和填充量对环氧树脂复合材料力学性能和电学性能的影响规律。结果表明:随着反应温度升高,环氧树脂的固化度呈现“S”型曲线变化,整个固化过程可大致分为“慢-快-慢”3个阶段。力学性能方面,加入少量氮化硼可以提高环氧树脂复合材料的力学性能;高填充量时,球形氮化硼/环氧复合材料比片状氮化硼/环氧复合材料具有更优异的力学性能。电气性能方面,环氧树脂复合材料的相对介电常数随填料含量的增加而增大,介质损耗因数均低于0.02;与片状氮化硼/环氧复合材料相比,球形氮化硼/环氧复合材料的“填料-树脂”界面减少,具有更低的相对介电常数和介质损耗因数;添加适量的氮化硼能够显著提高复合材料的体积电阻率和电气强度。

关键词： 经典梁理论   铁木辛柯梁理论   阻尼层   复合材料梁   动力学性能  

摘要： 采用哈密尔顿原理,推导得到了阻尼层复合材料夹芯梁的偏微分振动平衡方程;使用Navier型闭环解得到梁的固有频率和损耗因子,并与其他文献中的解进行对比验证;最终揭示了夹芯复合材料梁动力学性能随结构参数的变化。结果表明:随着梁长度的增大,梁的固有频率逐渐减小,结构的损耗因子呈现先增大后减小的趋势,梁的长度存在最佳动力学设计值;增大阻尼层剪切模量,结构固有频率逐渐增大,结构的损耗因子呈现先增大后减小的趋势,阻尼层剪切模量也存在最佳动力学设计值;随阻尼层厚度的增大,结构的固有频率逐渐降低,一阶模态下的损耗因子逐渐增大,但是其余模态下的损耗因子呈现先变小后增大的规律;中间层损耗因子值对频率的影响不大。

关键词： 丙烷   复合材料   吸附-脱附耦合   光催化   三级反应器  

摘要： 采用水热和浸渍溶胶-凝胶法制备了TiO_(2)-Bi_(2)WO_(6) Zn(CH_(3)COO)_(2)-ACF复合材料(记为TBZA),通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、氮气吸附-脱附、紫外漫反射、光电流响应等手段表征其形貌和结构特性,并探究其在吸附-脱附耦合光催化反应器中对丙烷的降解性能。结果表明:制备的材料具有良好的光生电子-空穴分离率;在三级串联吸附-脱附耦合光催化反应器中,丙烷质量浓度为1000 mg/m^(3),流量为1.2 m^(3)/h,湿度为33%,温度为34℃,TBZA复合材料对丙烷吸附耦合光催化处理效率达到85.8%,相比于单一反应器提升了48.9百分点;在紫外灯照射下,脱附温度为65℃时,TBZA复合材料的再生效果达到最佳,再生后对丙烷的总体转化率下降不足2%,表明TBZA材料作为催化剂具有良好的循环再生性能。

关键词： 到达时刻   贝叶斯估计   数据融合   复合材料加筋板   冲击定位  

摘要： 到达时刻(TOA)是用于冲击定位的关键特征之一,目前随着信号处理技术的不断发展,在文献中可找到多种时频模型进行测量,但是在选择上通常依赖于人的经验。此外,考虑到测量模型的系统误差和测量噪声引起的不确定性,传统基于TOA的冲击定位方法存在不足。为此,本文提出了一种基于贝叶斯估计和数据融合的复合材料结构冲击定位方法。首先,应用多种不同的时频模型来获取冲击响应信号的TOA数据;然后根据TOA数据测量误差的不确定性,应用贝叶斯定理构建冲击位置的后验概率密度函数;再采用马尔可夫链蒙特卡罗采样方法估计冲击位置参数的后验分布,并用正态分布进行拟合;最后,对不同TOA数据获得的冲击位置概率分布进行融合,利用融合后的概率分布对冲击源的位置做最终决策。通过复合材料加筋板上的落锤撞击实验验证了本文方法的可行性,平均定位误差仅为0.94 cm,相比于传统基于TOA的冲击定位方法可靠性和准确性更高,且在鲁棒性和定位时间方面同样具有优势。