关键词： 光芬顿   金属有机骨架   MIL-100(Fe)   多孔陶瓷   复合材料  

摘要： 为解决金属有机框架MIL-100(Fe)粉末在实际工业应用中难以回收重复利用的难题,采用水热法合成了MIL-100(Fe)粉末,利用真空抽滤法将其负载到氧化铝多孔陶瓷片上,制备了MIL-100(Fe)@多孔陶瓷复合材料。利用场发射扫描电子显微镜能谱联用仪(FE-SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、紫外可见光分光光度计(UV-VIS)等仪器对MIL-100(Fe)及复合材料的结构与性能进行了表征;以罗丹明B(RhB)溶液模拟染料废水,研究了在MIL-100(Fe)在H_(2)O_(2)反应体系中对染料的光芬顿降解能力。结果表明,MIL-100(Fe)呈现八面体结构,比表面积高达1152.75 m^(2)/g,当反应温度为60℃、H_(2)O_(2)的初始浓度为0.5 g/L、RhB溶液的初始浓度为20 mg/L时,RhB溶液的降解率达到99.26%。MIL-100(Fe)@多孔陶瓷在循环使用5次时,对RhB溶液的降解率仍达到98%以上,循环使用稳定性良好,具有商业化应用前景。

关键词： 荧光   潜在指纹   水滑石   碳点   纳米复合材料  

摘要： 碳点(CDs)是一种绿色纳米荧光剂,CDs分散在水溶液中,能够呈现出良好的荧光性能。由于聚集诱导而引发荧光猝灭效应,导致固态的CDs粉末的荧光消失,这一缺陷限制了CDs的实用性。一方面通过在CDs中掺杂其他元素的方式来改变CDs的荧光发射波长和荧光颜色,提高潜在指纹(LFPs)与基材背景间的对比度;另一方面将CDs分散在低值的水滑石表面,阻止CDs的聚集,从而避免了荧光猝灭现象的产生。以酒石酸为碳源、三乙烯四胺为氮源和GdCl_(3),采用水热法先制备钆氮掺杂CDs(Gd/N-CDs),然后再将Gd/N-CDs沉积在水滑石(Gd/N-CDs@H)表面上,制备出了发射绿色荧光的纳米复合材料,并用于LFPs的成像和识别。从表征结果可知,纳米级Gd/N-CDs在水滑石表面的良好分散克服了Gd/N-CDs在固态状态下的荧光猝灭,得到了固态光致发光荧光纳米复合材料。在450 nm光的激发下,Gd/N-CD@H能发射稳定、强烈的绿色荧光,并且在各种基底(如玻璃片、铜箔、瓷砖、塑料、铝箔和纸张)呈现出清晰的LFPs图像。基于Gd/N-CDs@H,新鲜和老化LFPs图案的高级别细节都可以清晰地识别出来,并且具有良好的清晰度和高对比度,无明显的背景干扰。

关键词： 玻璃纤维(GF)   尼龙66(PA66)   复合材料   物理机械性能   热变形温度  

摘要： 为了研究玻璃纤维(GF)含量对玻璃纤维增强尼龙66(PA66)复合材料(GF/PA66)的物理机械性能、耐热性、常温和低温状态下的冲击性能的影响,采用同向双螺杆挤出和注塑成型工艺制备了不同含量的GF/PA66复合材料,通过灰分、力学性能测试、热变形温度测试等手段对GF/PA66复合材料进行考察。研究结果表明:在试验范围内,GF/PA66复合材料的物理机械性能随着GF含量的增加改善明显,当GF在复合材料中添加的比例为50%时,相比于纯PA66树脂材料,GF/PA66复合材料的拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和冲击强度性能都提高显著,分别提高了229%,445%,227%和338%;当GF质量含量达到25%时,GF/PA66复合材料的热变形温度高达240℃,相比于纯PA66树脂材料,热变形温度提高了269%。本研究为GF/PA66复合材料作为工程塑料,在汽车发动机进气管、中冷管、罩盖以及汽车转向系统传感器罩盖、底盘系统用壳体等相关零部件领域实现广泛应用,提供了重要的数据支持。

关键词： 电弧增材制造   铝基复合材料(AMCs)   TiC   微观组织   力学性能  

摘要： 在金属材料中引入第二相粒子是提高金属材料力学性能的重要手段之一。本文提出一种Al6061铝箔包裹TiC和Al6061的混合粉末形成一种特殊填料焊丝的TiC/Al6061复合材料电弧增材制造的新方法,并分别研究质量分数为1%、2%和3%的TiC颗粒对制备的铝基复合材料组织与性能的影响。结果表明,TiC质量分数为3%的复合材料与基体材料相比,试样的平均晶粒尺寸由45.5μm减小到25.3μm,细化了44.4%;抗拉强度和屈服强度由148.5 MPa和118.0 MPa提升到178.1 MPa和157.3 MPa,分别提升了19.9%和33.3%;平均显微硬度由50.5HV增加至65.2HV,提升了29.1%。理论结合及试验分析表明,TiC的载荷传递强化和晶粒细化以及Orowan强化机制,是材料力学性能提高的主要原因。

关键词： 叶片   碳纤维复合材料   振动特性   激振力  

摘要： 为减小叶片在服役过程中振动导致损伤的问题,以高强度的碳纤维复合材料作为叶片基体,展开叶片的振动特性研究。基于振动分析理论,采用ANSYS Workbench软件对碳纤维复合材料叶片的振动特性进行研究。首先运用Solidworks软件建立叶片高保真模型;其次基于模态分析法得到碳纤维复合材料叶片自由振动的固有频率和各阶振型图,研究叶片的振动响应特性;其次分别在叶片叶尖处施加不同激振力,得到叶片叶尖在各个方向上的振动位移响应;再次根据得到的固有频率,绘制坎贝尔图,分析碳纤维复合材料叶片的振动特性规律。结果表明:叶片的主要振动形式为弯曲振动,随着激振力的增大,各个方向的振幅峰值对应的频率均向左发生偏移。从坎贝尔图中得出叶片在工作转速范围内有3个共振点。

关键词： 复合材料   低温环境   强度试验   力学性能   数值反演  

摘要： 碳纤维增强复合材料在航天飞行器结构应用日益广泛,目前复合材料强度分析中,通常采用单层板试验预测层合板的失效。但由于复合材料单层力学性能受自身厚度和相邻铺层角度的影响,即原位效应。而在极端低温环境中,复合材料原位效应将更为凸显,采用单层板试验去分析层合板的响应,得出的结果精度难以满足工程需求。因此,本文提出将低温-力耦合试验与建模优化相结合的数值反演方法,获取复合材料力学性能参数,提升强度分析精度。

关键词： 原位聚合   特殊润湿性   表面   聚合物   复合材料  

摘要： 本文总结了基于原位聚合构造特殊润湿性复合材料的最新进展,首先介绍了基于特殊润湿性的机制及自然界中的特殊润湿性现象,指出人工构造特殊润湿性复合材料的常见方法,举例说明了各类方法的优势与缺陷,并指出原位聚合法构造特殊润湿性复合材料的原理及其优势。其次,以原位聚合法为核心,讨论了3种类型的特殊润湿性复合材料构造现状,包括特殊润湿性涂层复合材料、特殊润湿性纤维复合材料、特殊润湿性多孔复合材料。同时还讨论了原位聚合构造特殊润湿性复合材料在油水分离、水雾收集、液滴操控等领域的应用现状,对其作用机制、材料类型、应用性能进行了综述。最后总结了原位聚合构造特殊润湿性复合材料目前面对的挑战和未来前景。

关键词： 复合材料   超声波   对比试块  

摘要： 超声波检测在复合材料修理过程中是一种高效、准确的无损检测方法,主要利用超声波在复合材料中的传播和反射特性,通过检测和分析超声波信号揭示材料内部的缺陷。常用检测方法有脉冲回波法、相移法、全息法等,其中脉冲回波法应用最为广泛。本文针对某型直升机复合材料层压板和蜂窝夹层结构修理过程中缺少检测对比样块进行技术研究,通过分析、试验、验证,解决生产难题,保障修理周期。

关键词： 新工科   创新创业教育   复合材料原理   课程改革   教学方法  

摘要： 新工科背景下,高校的创新创业教育是培养新工科人才、推动制造强国转型、建设创新国家的关键举措。文章以培养学生创新思维与提高创新创业能力为目标,从创新教学方法、转变教学主体、完善教学内容、引入校企联培、融合创业竞赛、改革考评方式等方面,结合复合材料原理课程,探究课程改革的方法与举措,进而为高校创新创业教育提供有益的尝试,助力我国高校新材料领域复合型创新人才的培养。

关键词： 巯基硅球石墨烯复合材料   水热合成法   重金属离子吸附   可重复利用  

摘要： 采用一锅法和水热法分别合成了单分散巯基修饰氧化硅球(MFS)及其石墨烯超轻复合材料(MFSGA)。利用X射线衍射、扫描电镜、红外光谱等方法对MFS和MFSGA的材料结构和形貌进行表征。MFSGA表现出良好的结构强度,MFS在复合材料中均匀分散。考察了材料粒径、修饰剂种类等因素对MFS形貌和表面结构的影响。采用X射线荧光法测试了MFS和MFSGA对Hg^(2+)等重金属离子的吸附特性,二者对Hg^(2+)的饱和吸附量分别为260.19和158.06 mg/g。MFS易于合成且应用经济性良好,MFSGA的结构稳定性好,易于回收与重复利用,具有较大的应用潜力。