关键词： 有机污染物   半导体光催化技术   二氧化钛   碳纳米纤维   三氧化钨   光降解  

摘要： 本文通过水热法在多孔碳纳米纤维(CNFs)表面负载TiO_(2)和WO_(3),成功制备了高比例暴露、光催化性能优异且易于回收的WO3-TiO_(2)-CNFs三元复合材料,研究了WO3的添加量对光催化性能的影响,采用SEM、TEM、XRD、BET、和UV-vis等手段对催化剂进行了表征,并通过降解亚甲基蓝(MB)溶液来考察其光催化性能。结果显示,WO3与TiO_(2)的最佳复合摩尔百分比为4%,经过模拟太阳光照射90min后,对15 mg/L MB溶液的降解率为97.4%,且重复使用5次之后,对MB溶液的降解率仍然保持在93.6%。

关键词： 混杂SiC颗粒   铝基复合材料   卷积神经网络   力学性能预测   相场裂纹扩展本构  

摘要： 目的提高混杂SiC颗粒增强铝基复合材料的韧性,利用卷积神经网络预测其力学性能,以得到力学性能关键因素的影响规律。方法首先,通过实验得到了铝基复合材料的力学性能数据。其次,基于相场裂纹扩展本构,采用Python代码批量生成了不同构型参数的代表性体积单元,并利用Abaqus软件进行了有限元仿真(FEM)。通过代码实现了建模与仿真的一体化构建,利用得到的仿真数据,建立了神经网络模型,并实现了对复合材料力学性能的预测。建模前,对数据进行预处理和筛选,以提高数据质量并降低模型复杂度。最后,建立卷积神经网络,并优化模型的超参数。结果通过建立的神经网络模型,实现了对复合材料力学性能的有效预测。极限强度的预测误差保持在−7%~8.5%,能耗的预测误差保持在−5%~6%,预测精度较高。结论通过结合实验、仿真和卷积神经网络模型,可以更有效地预测混杂SiC颗粒增强铝基复合材料的力学性能,从而为材料设计和制备提供指导。

关键词： 陶瓷颗粒增强铝基复合材料   ABAQUS   增强颗粒   切削力   切削温度  

摘要： 陶瓷颗粒增强铝基复合材料是一种重要的结构材料,因其具有优异的力学性能、高温稳定性和良好的耐蚀性等特点,被广泛应用于航空、汽车、船舶、电子等领域。本文利用Digimat建立了不同增强颗粒(AL2O3、SiC、TiC)下的铝基复合材料并通过ABAQUS仿真分析了切削速度和切削深度对切削力和切削温度的影响机制。研究结果表明,陶瓷颗粒增强铝基复合材料的切削行为受多种因素共同影响。首先,在相同切削条件下,TiC增强颗粒的切削力和切削温度最大,SiC次之,AL2O3最小,其次,随着切削速度和切削深度的增加,切削力和切削温度逐渐增大,但切削深度主要影响切削速度,切削速度主要影响切削温度。综合而言,本研究为理解不同增强颗粒下的陶瓷颗粒增强铝基复合材料在切削过程中的力学和热学特性提供了重要参考。

关键词： 输电线路   新材料   复合绝缘横担   创新性   复合材料  

摘要： 复合绝缘横担是一种新型输电杆塔形式,与传统输电线路相比,不再利用钢材作为主要材料,而是利用具备高绝缘性的复合材料制作而成,此种材料还具有强度高、重量轻、耐腐蚀、易维护及可设计性强等优点,是新型复合材料在输电线路中的创新性应用。通过对复合材料横担的应用现状及技术特性的分析,对比分析钢材及复合材料的性能差异,遵循经济性、节约性原则,以开发功能完善、性能多元的输电线路为导向,展开复合绝缘横担的合理设计,旨在促进其在输电线路工程中的推广应用,并取得良好的社会效益和经济效益。

关键词： 碳纤维   复合材料   控制臂   铺层优化   形貌优化   非均匀截面结构  

摘要： 根据3种极限工况的悬架硬点载荷,结合复合材料经典层合板理论和对称平衡的铺层设计方法,开展复合材料控制臂的纤维铺层角度设计,并使用OptiStruct软件以1个超级层关联4个单层铺层的方法进行铺层优化设计。进而通过拓扑分析的方法获得需要加强的区域,利用铺层尺寸优化方法对控制臂进行形貌优化设计,在满足使用要求的前提下实现较原金属结构减重64%。提出一种非均匀截面结构的铺层优化方法,对复杂截面复合材料结构铺层优化具有一定的指导意义。

关键词： 镁基复合材料   增强相   制备技术   展望  

摘要： 镁及镁合金是当前最轻的金属结构材料,但由于强度、耐磨性以及耐高温能力不足,限制了其在工程领域的广泛应用。镁基复合材料是目前提高镁合金力学性能并实现工业化的重要途径之一,它在保留镁合金优点的同时可以克服上述缺点。本文根据镁基复合材料在制备过程中常见的增强相按其形式进行分类,阐述了其各自的增强机制,同时结合制备工艺与模拟研究,介绍了镁基复合材料研究现状,并对其未来发展趋势和研究方向进行了展望。

关键词： 导热硅橡胶复合材料   导热填料   导热能   力学性能  

摘要： 随着电子设备的小型化和集成化,其散热问题变得越来越重要。本文主要对导热硅橡胶基复合材料的合成、性能及应用进行了研究。在硅橡胶中加入氧化铝、氮化硼、碳纳米管等导热填充剂,可以改善其导热能。研究发现,在硅橡胶中加入适当的导热填充剂后,其导热效果、热稳定性及力学性能均有较大幅度地提高。为进一步开发和利用具有良好导热能的硅橡胶基复合材料奠定了理论基础。

关键词： 网状结构   激光增材制造   金属基复合材料   断裂机制   强韧化机理  

摘要： 相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料,网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征,具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性,在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制造技术可实现对网状结构的精细化调控,为网状结构金属基复合材料的进一步发展提供了新的途径。本文综述了高能量激光束诱导马兰戈尼对流作用下网状结构金属基复合材料的形成机理、影响网状结构形成的因素、不同类型网状结构的显微组织结构特征,分析了网状结构金属基复合材料的多段弯曲断裂、微孔聚集断裂等断裂机制,阐述了在霍尔−佩奇、奥罗万、泰勒、载荷传递等强化机制共同作用下的强化机理,以及独特的增强相贫、富区协同作用下的韧化机理,并对其未来的研究方向进行了展望。

关键词： Ni-Mo-Gr复合材料   粉末冶金   微观结构   摩擦学性能  

摘要： 采用放电等离子烧结技术制备了Ni-Mo-Y-Gr(石墨烯)自润滑复合材料,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、拉曼及高温摩擦实验机对复合材料的微观组织、成分、力学性能及摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:Ni-Mo-Y-Gr复合材料的组织均匀致密,随着石墨烯含量的增加,复合材料的密度、硬度及屈服强度呈下降趋势,实际密度大于计算理论密度,即复合材料制备过程中发生了冶金熔合与固溶;Ni-Mo-Y-Gr复合材料在室温至600℃范围内具有较低的摩擦系数及磨损率,表明其具有较好的摩擦学性能;在室温、200和400℃时石墨烯起到了良好的润滑作用,在600℃时的主要润滑相为石墨烯、NiO、MoO2、MoO3和NiMoO_(4);在800℃时形成NiMoO_(4)及镍钼的氧化物,难以形成完整、有效的润滑层,从而使复合材料的摩擦学性能有所下降。

关键词： 多孔有机聚合物   复合微球   汞   结构表征   吸附性能   X射线光电子能谱法  

摘要： 特定多孔结构和杂原子掺杂的吸附剂对提高重金属离子的吸附性能具有重要意义。传统的多孔有机聚合物材料大多在溶剂中合成,且为粉末状的形式,但在合成方法优化和实际应用便捷性方面仍有一定的发展空间。本文针对水体中的汞污染,采用简单快速的机械研磨法以1,3,5-三醛基间苯三酚(Tp)和硫脲(TU)制备硫掺杂的多孔有机聚合物(TpTU)与壳聚糖(CS)复合材料TpTU@CS。采用X射线衍射光谱、N_(2)吸附-解吸和傅里叶变换红外光谱等技术对TpTU@CS复合材料进行表征。通过扫描电镜证实了TpTU@CS复合材料的多孔结构。由于在分子网络中引入了-C=S-基团,合成的TpTU@CS在水溶液中对Hg(Ⅱ)具有更高的吸附选择性和亲和力,吸附容量高(249.21mg/g),吸附动力学快(10min)。通过表征分析得出,TpTU@CS捕获Hg(Ⅱ)的主要机制是C=S中S与Hg的键合以及C-N与Hg(Ⅱ)的配位相互作用。与其他研究相比,TpTU@CS具有优异的吸附性能,且具有易于处理和可回收利用的优点。同时,该复合材料TpTU@CS对于Hg(Ⅱ)低浓度污染的实际水样和高浓度的加标水样,均具有较高的去除能力,去除率可达到77.0%~100.0%。