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植物基磁性复合材料对染料吸附的研究进展
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作者 胡芳 张顺宝 +2 位作者 董旭 郑顺姬 赵红 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期214-217,228,共5页
植物基磁性复合材料是将磁性纳米粒子与植物基原料相结合的复合材料,具有可持续性、经济性、环境友好性、能够与污染物相互作用的表面活性位点的多功能性,以及易于从水介质中磁分离的优势。综述了植物基磁性复合材料的种类、制备方法及... 植物基磁性复合材料是将磁性纳米粒子与植物基原料相结合的复合材料,具有可持续性、经济性、环境友好性、能够与污染物相互作用的表面活性位点的多功能性,以及易于从水介质中磁分离的优势。综述了植物基磁性复合材料的种类、制备方法及对染料的吸附性能;概述了植物基磁性复合材料对于染料的吸附等温线模型、吸附动力学模型的分析结果;阐述了植物基磁性复合材料对染料的吸附机理。在合成工艺、系统评估环境风险和工业化应用需解决的问题等方面提出了进一步深入研究的建议。 展开更多
关键词 植物磁性复合材料 磁性纳米粒子 吸附剂 染料
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湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料力学性能退化机制及性能预测
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作者 汪依宁 陈东东 +2 位作者 肖守讷 王明猛 何子坤 《材料导报》 北大核心 2025年第6期281-288,共8页
为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,... 为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,并结合SEM分析老化前后CFRP试件破坏形貌。基于有限元软件ABAQUS二次开发功能,构建了考虑湿热老化效应的层内断裂和层间分层失效的二维本构模型,并对老化前和饱和吸水状态下CFRP力学性能进行计算。结果表明:30℃和50℃两种温度下,CFRP吸湿行为均符合菲克定律;随温度提升和老化时间的延长,CFRP力学性能呈现出下降趋势。此外,相比拉伸性能,CFRP压缩性能受湿热环境影响更大,在50℃老化30 d后,CFRP压缩强度和模量降幅分别为39.3%和10.8%,远高于拉伸强度和模量的降幅(8.11%和7.08%)。分析原因是CFRP浸水老化过程中,水分子扩散会导致纤维-基体界面与基体性能恶化,而CFRP压缩性能对以上变化更敏感。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂复合材料 湿热老化 力学性能 数值模拟
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连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展
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作者 商剑钊 吴小飞 +5 位作者 曹晔洁 吕云蕾 李精鑫 王晶 董宁 刘永胜 《材料工程》 北大核心 2025年第1期15-27,共13页
连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺... 连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺是推动连续纤维增强陶瓷基复合材料广泛应用的关键。本文简要介绍了连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺现状,总结了反应熔渗、纳米浆料浸渗瞬时共晶、浆料浸渗结合热压等低成本工艺的研究现状,围绕制备工艺优化、复合材料微观结构和性能等方面进行综述,提出了低成本制备工艺的未来研究方向,如熔盐法制备超高温陶瓷界面和反应诱导相分离制备具有孔隙结构均匀的多孔基体,可显著提升连续纤维增强陶瓷基复合材料的综合性能。 展开更多
关键词 连续纤维增强陶瓷复合材料 制备工艺 低成本 反应熔渗 纳米浆料浸渗瞬时共晶
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粉末冶金纳米颗粒增强钛基复合材料研究进展
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作者 李劭鹏 隋晓东 +3 位作者 王美琦 肖山 韩远飞 王向明 《航空材料学报》 北大核心 2025年第1期15-25,共11页
钛基复合材料(TMCs)作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景。与传统微米增强TMCs相比,纳米增强TMCs在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势,但目前由于纳米增强体分散性和热稳... 钛基复合材料(TMCs)作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景。与传统微米增强TMCs相比,纳米增强TMCs在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势,但目前由于纳米增强体分散性和热稳定性等问题,材料的性能潜力尚未充分发挥。如何设计TMCs的复合体系和制备途径引入纳米增强体,并在热加工与热处理过程中保持稳定性,一直是纳米颗粒增强TMCs面临的严峻挑战。本文围绕粉末冶金纳米颗粒增强TMCs工艺特点、制备方法、组织特征与力学性能等方面分析研究现状和进展,指出纳米增强体分散性、热稳定性等制约其发展的基础问题,提出未来研究的发展方向。未来应侧重的研究方向有:(1)碳纳米材料增强TMCs的界面反应控制与热稳定设计;(2)纳米颗粒增强TMCs粉体的批量化低成本制备技术;(3)纳米颗粒增强TMCs专用热变形及热处理工艺研究;(4)纳米颗粒增强TMCs组织构型化设计及强韧化机理研究;(5)纳米颗粒增强TMCs材料其他关键力学性能研究。 展开更多
关键词 纳米颗粒增强钛复合材料 粉末冶金 微观组织 力学性能 强化机理
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基于ANSYS ACP的高温复合材料设计分析
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作者 李彦儒 朱明冬 +4 位作者 颜达鹏 饶琦琦 张宏亮 曹立彦 胡雪飞 《科学技术创新》 2025年第5期84-88,共5页
由于在航空航天和核工业中存在超高温工况,结构对材料耐高温、耐腐蚀、高强度性能提出了较高要求,此外较低的材料密度也是提升结构轻量化水平的重要性能。碳化硅陶瓷基复合材料因具有低密度、耐高温、高强度等特点,已经在相关领域表现... 由于在航空航天和核工业中存在超高温工况,结构对材料耐高温、耐腐蚀、高强度性能提出了较高要求,此外较低的材料密度也是提升结构轻量化水平的重要性能。碳化硅陶瓷基复合材料因具有低密度、耐高温、高强度等特点,已经在相关领域表现出较大的潜力,并且已有较成熟的工程应用。本文以SiCf/SiC复合材料(碳化硅作为陶瓷基体,SiC纤维作为增强体)为对象,简要论述了国内外相关研究人员对碳化硅陶瓷基复合材料制备加工工艺的研究,根据其各向异性、非均质性以及双模量等特征,结合具体实例进行分析,建立了一种基于ANSYS ACP技术的复合材料设计分析方法,初步形成针对耐高温结构复合材料建模和仿真优化分析的解决方案。 展开更多
关键词 耐高温结构 陶瓷复合材料 各向异性 ANSYS ACP模块 有限元仿真
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TiC-TiWC_(2)增强高铬铸铁基复合材料的组织与磨损性能研究
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作者 王茂森 王帅 +5 位作者 龙骏 付志强 柯志敏 刘彬彬 吴龙祥 郑开宏 《材料研究与应用》 2025年第1期164-170,共7页
高铬铸铁因优良的韧性和耐磨性,被广泛应用于各种工程领域。然而,在高负荷和极端磨损条件下,高铬铸铁的表面会出现凹坑、裂纹及断裂等失效现象,无法满足工况需求。硬质金属碳化物因具有较高的硬度,能够有效抵抗多种形式的磨料磨损,因此... 高铬铸铁因优良的韧性和耐磨性,被广泛应用于各种工程领域。然而,在高负荷和极端磨损条件下,高铬铸铁的表面会出现凹坑、裂纹及断裂等失效现象,无法满足工况需求。硬质金属碳化物因具有较高的硬度,能够有效抵抗多种形式的磨料磨损,因此常被添加至金属基体中,以提升基体的硬度与耐磨性能。通过引入W、Ti、C的混合金属碳化物体系,采用粉末冶金与铸造相结合的方法制备了TiC-TiWC_(2)增强的高铬铸铁基复合材料。利用SEM、XRD、EDS法对复合材料的微观组织和物相进行分析,通过维氏硬度计测试复合材料的显微硬度,利用三体磨损试验机比较了复合材料与传统高铬铸铁材料在相同工艺条件下的耐磨性能。结果表明,在原位反应过程中,复合材料内部形成了TiC-TiWC_(2)增强相,该增强相以核壳结构的方式生长。复合区域的平均硬度值可达到1300 HV左右,几乎是基体区域硬度的2倍。在三体磨损实验中,传统高铬铸铁材料中的M_(7)C_(3)型碳化物发生脆性断裂和疲劳剥落,因而磨损表面多呈现连续的划痕和面积较大的凹坑,而复合材料的磨损表面相对平整,仅部分基体区域表现出短而浅的划痕和犁沟,磨损截面整体连续且无明显纵向裂纹。通过对比分析发现,复合材料的耐磨性能相比高铬铸铁基体提升了2倍以上,表明TiC-TiWC_(2)增强相显著提高了高铬铸铁的硬度和耐磨性。 展开更多
关键词 高铬铸铁复合材料 硬质增强相 TiC-TiWC_(2)核壳结构 原位反应 显微硬度 磨料磨损 粉末冶金 铸造
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稻壳基多孔炭负载非贵金属(Fe/Co/Ni)复合材料的制备及在电催化氧化肼中的应用
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作者 隋光辉 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第2期327-334,共8页
本文以稻壳基多孔炭为载体,采用硼氢化钠为还原剂,制备了非贵金属负载复合材料,即Fe-AC、Co-AC和Ni-AC。采用XRD、SEM、BET和XPS分别表征复合材料的物理化学性质。将复合材料分别制成的复合电极,在1 M KOH的三电极体系中,利用循环伏安... 本文以稻壳基多孔炭为载体,采用硼氢化钠为还原剂,制备了非贵金属负载复合材料,即Fe-AC、Co-AC和Ni-AC。采用XRD、SEM、BET和XPS分别表征复合材料的物理化学性质。将复合材料分别制成的复合电极,在1 M KOH的三电极体系中,利用循环伏安、交流阻抗、电化学活性表面积(ECSA)、塔菲尔斜率等方法研究复合电极电催化氧化肼(HzOR)的性能与机理。结果表明,成功地获得了非贵金属包膜多孔炭复合材料,并成功地应用于碱体系的电催化氧化肼中。综合性能推断,其中Co-AC比表面积可达到804.4 m^(2)/g,Co-AC表现出最高的ECSA为49.3 cm^(2),扫速为10 mV/s时反应速率最快,并且能在大于100 mA/cm^(2)的电流密度下保持持续稳定工作,说明具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 稻壳多孔炭 非贵金属(铁/钴/镍) 复合材料 电催化氧化
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碳纤维对纸基复合材料的导电及导热性能影响
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作者 吴正滢 夏晨斌 +6 位作者 麦顺恒 黄东 吴晃 陶紫怡 王宜 龙金 胡健 《造纸科学与技术》 2025年第1期62-68,共7页
以碳纤维作为功能纤维,以间位芳纶为基体,通过造纸湿法成形工艺制备了具有导电和导热功能的纸基复合材料,研究了通用型PAN基碳纤维(F1)、石墨型PAN基碳纤维(F2)和中间相沥青基碳纤维(F3)对纸基复合材料电导率和导热系数的影响规律。研... 以碳纤维作为功能纤维,以间位芳纶为基体,通过造纸湿法成形工艺制备了具有导电和导热功能的纸基复合材料,研究了通用型PAN基碳纤维(F1)、石墨型PAN基碳纤维(F2)和中间相沥青基碳纤维(F3)对纸基复合材料电导率和导热系数的影响规律。研究结果表明,当碳纤维长度为6 mm,且以单位体积内碳纤维根数表示纸基复合材料中碳纤维含量时,添加F1、F2、F3三种碳纤维的纸基复合材料的电导率逾渗阈值接近,分别为0.9×10^(4)根·cm^(-3)、1.2×10^(4)根·cm^(-3)、1.1×10^(4)根·cm^(-3)。当F3型碳纤维含量为8×10^(4)根·cm^(-3)时,纸基复合材料的面内导热系数可达到1.06 W·m^(-1)·K^(-1),而由于纸基复合材料厚度方向存在大量热界面,厚度方向导热系数随碳纤维种类和含量变化不明显,均为0.03~0.05 W·m^(-1)·K^(-1)左右。 展开更多
关键词 碳纤维 复合材料 导电复合材料 导热复合材料
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PVA纤维增强水泥基复合材料断裂性能
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作者 卿龙邦 张轶南 喻渴来 《河北工业大学学报》 2025年第1期49-54,共6页
纤维增强水泥基复合材料的力学性能受掺杂纤维类型影响较明显,通过开展聚乙烯醇(Polyvinyl al-cohol,PVA)纤维增强水泥基复合材料三点弯曲梁断裂试验,研究纤维掺量对其断裂性能的影响。对比不同体积分数PVA纤维试件的试验研究,基于双K... 纤维增强水泥基复合材料的力学性能受掺杂纤维类型影响较明显,通过开展聚乙烯醇(Polyvinyl al-cohol,PVA)纤维增强水泥基复合材料三点弯曲梁断裂试验,研究纤维掺量对其断裂性能的影响。对比不同体积分数PVA纤维试件的试验研究,基于双K断裂准则分析起裂和失稳特征,并结合断裂能参数分析纤维掺量对复合材料断裂性能的影响,同时利用数字图像相关方法研究裂缝扩展过程,讨论纤维的阻裂增韧机制。结果表明:PVA纤维可显著提高复合材料的断裂性能,且随着纤维掺量的增多,试件呈现出多缝开裂现象,改善了材料的脆性特征。此外,数字图像分析结果表明PVA纤维对裂尖应变损伤区的抑制效果显著,有效提高了试件的阻裂能力。 展开更多
关键词 PVA纤维 水泥复合材料 断裂性能 裂缝扩展过程
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高韧性水泥基复合材料柱弯曲缝隙的混沌特性研究
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作者 孙诗扬 《山西建筑》 2025年第6期92-95,共4页
为研究腐蚀环境下高韧性水泥基复合材料柱受弯曲荷载破坏后,表面劣化区域损伤裂缝及孔隙的分布特征,文章基于混沌理论研究了不同荷载作用下,高韧性水泥基复合材料柱表面损伤的分布和演化规律,分析了受侵蚀高韧性水泥基复合材料柱在弯拉... 为研究腐蚀环境下高韧性水泥基复合材料柱受弯曲荷载破坏后,表面劣化区域损伤裂缝及孔隙的分布特征,文章基于混沌理论研究了不同荷载作用下,高韧性水泥基复合材料柱表面损伤的分布和演化规律,分析了受侵蚀高韧性水泥基复合材料柱在弯拉应力作用下的开裂和破坏过程。结果表明:侵蚀条件下,纤维增强高韧性水泥基复合材料柱的表面损伤缝隙均展现出统计意义上的混沌特征;随着损伤深度的增加,缝隙的混沌特征值逐渐减小,纤维增强高韧性水泥基复合材料柱的混沌特征值大于普通高韧性水泥基复合材料柱,其混沌特征值变化率与构件承载力变化率之间存在良好的相关性;复合材料柱表面缝隙的分布特征可以作为评估纤维增强高韧性水泥基复合材料受弯构件损伤程度的指标,能够合理评估构件的损伤劣化程度。 展开更多
关键词 钢筋高韧性水泥复合材料 表面缝隙 混沌特征值 纤维 损伤深度 延性
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碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进展
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作者 孙国栋 吕龙飞 +5 位作者 解静 贾研 康凯 郑斌 尹昭怡 田清来 《材料导报》 北大核心 2025年第6期256-266,共11页
针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤... 针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤维增强复合材料的阻尼来源和预测阻尼性能的主要方法,以树脂基、陶瓷基、碳质基、金属基和夹层材料为例,介绍了国内外专家学者在基体改性、夹层材料和损伤破坏对碳纤维增强复合材料阻尼性能的影响方面的主要研究成果,并对碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进行了总结。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 阻尼性能 体改性 夹层材料 损伤破坏
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形状记忆合金增强水泥基复合材料及其构件研究进展 被引量:1
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作者 秦煜 王亭 +2 位作者 辛景舟 汤喻杰 王威娜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期47-55,共9页
传统的水泥基材料适用性强、经济性高、用途广泛,但是容易开裂,难以恢复。通过热弹性马氏体相变及其逆相变,形状记忆合金拥有了独特的形状记忆效应、超弹性等卓越性能。因此,可以利用形状记忆合金增强水泥基材料及构件,克服传统水泥基... 传统的水泥基材料适用性强、经济性高、用途广泛,但是容易开裂,难以恢复。通过热弹性马氏体相变及其逆相变,形状记忆合金拥有了独特的形状记忆效应、超弹性等卓越性能。因此,可以利用形状记忆合金增强水泥基材料及构件,克服传统水泥基材料抗裂性能差的缺陷,改善水泥基材料构件的开裂和变形自恢复能力。本文从形状记忆合金的材料特性与种类、形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料及形状记忆合金筋材增强水泥基复合材料构件三个方面进行综合阐述,并指出现有研究中存在的不足,展望了形状记忆合金增强水泥基复合材料的发展前景。 展开更多
关键词 形状记忆合金 水泥复合材料 自恢复 形状记忆效应 超弹性
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金属颗粒增强镁基复合材料制备技术及性能的研究进展
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作者 肖璐 刘婷婷 +2 位作者 陈先华 郑开宏 潘复生 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期151-164,共14页
镁基复合材料具有低的密度、优异的力学性能等特点,在汽车、电子、航空航天等领域有广阔的应用前景。本文综述了国内外金属颗粒增强镁基复合材料的研究进展,详细介绍了金属颗粒增强镁基复合材料常见制备方法的特点,分析了金属颗粒增强... 镁基复合材料具有低的密度、优异的力学性能等特点,在汽车、电子、航空航天等领域有广阔的应用前景。本文综述了国内外金属颗粒增强镁基复合材料的研究进展,详细介绍了金属颗粒增强镁基复合材料常见制备方法的特点,分析了金属颗粒增强镁基复合材料的界面结构和主要强韧化机理。最后,对金属颗粒增强镁基复合材料制备材料及工艺的发展进行了展望。 展开更多
关键词 金属颗粒 复合材料 增强体 强化机理 界面结构
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碳纳米材料增强镁基复合材料界面调控的研究进展
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作者 王晓军 孙友朋 +4 位作者 李雪健 施海龙 胡小石 徐超 卢振 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第22期42-51,共10页
碳纳米材料(石墨烯、碳纳米管)具有卓越的机械性能、优异的热力学稳定性和导电性,被认为是金属基复合材料的理想增强体。将碳纳米材料与镁合金复合,能够解决镁合金强度低、硬度低和模量低等问题。然而,由于镁与碳纳米材料不发生化学反... 碳纳米材料(石墨烯、碳纳米管)具有卓越的机械性能、优异的热力学稳定性和导电性,被认为是金属基复合材料的理想增强体。将碳纳米材料与镁合金复合,能够解决镁合金强度低、硬度低和模量低等问题。然而,由于镁与碳纳米材料不发生化学反应且润湿性能差,导致镁与碳纳米材料增强体的界面强度低,限制了增强体性能的发挥。利用界面调控物质改善复合材料界面结合强度是一种常用的方法。本文主要介绍碳纳米材料增强镁基复合材料的制备方法及界面调节材料的种类,着重讨论界面调节物质添加到复合材料中的方法,界面调节物质分别与增强体和基体的界面结合情况及其改善复合材料界面结合强度的作用机理。 展开更多
关键词 石墨烯 碳纳米管(CNT) 界面调控 复合材料 原位反应 缺陷
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航空发动机陶瓷基复合材料无损表征技术研究进展
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作者 樊俊铃 张伟 +3 位作者 宁宁 詹绍正 杨鹏飞 贾文博 《航空工程进展》 CSCD 2024年第3期13-26,共14页
随着陶瓷基复合材料在先进航空发动机热端部件中的推广应用,对其在工艺研发、制备加工、试验考核以及使用服役等阶段形成的缺陷/损伤进行高效准确的无损表征尤为重要。由于陶瓷基复合材料复杂的制备成型工艺及多相复合引起的高度非均质... 随着陶瓷基复合材料在先进航空发动机热端部件中的推广应用,对其在工艺研发、制备加工、试验考核以及使用服役等阶段形成的缺陷/损伤进行高效准确的无损表征尤为重要。由于陶瓷基复合材料复杂的制备成型工艺及多相复合引起的高度非均质和各向异性,导致传统基于整体均质化假设的无损检测技术面临诸多挑战。本文结合陶瓷基复合材料在航空发动机领域的应用情况,分析了其在制备、加工及服役等阶段的典型缺陷/损伤类型及特征,重点回顾了近年来陶瓷基复合材料无损表征技术的研究进展及应用情况,总结了现有无损表征技术面临的主要挑战,并对未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 航空发动机 热端部件 陶瓷复合材料 无损表征 研究进展
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连续SiC纤维增强Ti60复合材料的热等静压致密化及热应力分布
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作者 黄靖翔 黄浩 +3 位作者 周文龙 王敏涓 陈国清 付雪松 《航空制造技术》 北大核心 2025年第1期101-109,共9页
利用ABAQUS有限元模拟软件对SiC/Ti60复合材料热等静压(HIP)过程进行仿真,建立了纤维体积分数为25%的SiCf/Ti60复合材料代表性体积单元(RVE)模型,分析复合材料热等静压致密化过程及残余应力分布特征。分析结果表明,复合材料的塑性变形... 利用ABAQUS有限元模拟软件对SiC/Ti60复合材料热等静压(HIP)过程进行仿真,建立了纤维体积分数为25%的SiCf/Ti60复合材料代表性体积单元(RVE)模型,分析复合材料热等静压致密化过程及残余应力分布特征。分析结果表明,复合材料的塑性变形及致密化主要发生在保温保压阶段,界面层的热残余应力特征与钛合金基体和SiC纤维存在显著差异。界面层中的TiC反应层的周向应力较SiC纤维出现应力突变,压应力值增加205 MPa左右。C涂层和TiC界面层上的轴向应力接近于0,降低了SiC纤维(压应力)与基体(拉应力)间的应力梯度。复合材料中的C层厚度会影响界面层热残余应力,当C层厚度从1.5μm增大到2.5μm时,界面层及周边区域的径向应力减小了7 MPa,TiC界面层上的周向应力减小了20 MPa。提高热等静压保温温度能够增强致密化效果,但是会使界面层及附近区域的残余应力略有增大。 展开更多
关键词 复合材料(TMCs) 热等静压(HIP) 界面层 残余应力 仿真
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选区激光熔化SiC颗粒增强AlMgScZr复合材料的微观组织与力学性能
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作者 马国楠 张乐 +4 位作者 欧阳 史利军 鲁仁义 程英晔 陈越 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期118-128,共11页
铝基复合材料具有硬度高、切削加工难度大的特点。为了实现高比强度、高比模量铝基复合材料的近净成形,该文利用激光增材制造技术制备了10%(体积分数)微米级SiC颗粒增强AlMgScZr复合材料,建立了激光能量密度、扫描速率与复合材料成形质... 铝基复合材料具有硬度高、切削加工难度大的特点。为了实现高比强度、高比模量铝基复合材料的近净成形,该文利用激光增材制造技术制备了10%(体积分数)微米级SiC颗粒增强AlMgScZr复合材料,建立了激光能量密度、扫描速率与复合材料成形质量的对应关系,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和万能试验机对微观组织和力学性能进行表征和测试,探讨了微米级SiC颗粒对选区激光熔化(SLM)成形铝基复合材料凝固组织和力学性能的作用机理。结果表明:在铺粉层厚为30μm、扫描间距为0.12mm、激光功率为260W、扫描速率为1000mm/s的工艺参数下,可获得成形质量最佳的SiC/AlMgScZr复合材料,其致密度可达99.81%;激光熔覆过程中,SiC颗粒与Al基体之间发生了剧烈的界面反应,SiC颗粒尖角明显钝化,原位生成的微米级针状Al4SiC4条带与残余SiC颗粒形成混合增强结构;时效态SiC/AlMgScZr复合材料的抗拉强度为379MPa、延伸率为12%、弹性模量为84 GPa,其断裂形式为Al基体的韧性断裂和Al4SiC4相的脆性解理断裂,大量交错分布的针状Al4SiC4条带是材料发生过早失效断裂的主控因素。 展开更多
关键词 选区激光熔化 复合材料 工艺参数 界面反应 断裂行为
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异戊二烯共聚改性木质素补强橡胶复合材料
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作者 侯世航 任顺强 +2 位作者 王司晨 张继川 樊永明 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第3期162-170,共9页
【目的】木质素是一种中等极性的天然高分子材料,与橡胶基体相容性较差,难以直接作为橡胶工业的补强填料。为降低木质素的极性并改善其与非极性橡胶的相容性,本研究开发了一种新型共聚改性木质素材料。【方法】采用丙烯酰氯对木质素进... 【目的】木质素是一种中等极性的天然高分子材料,与橡胶基体相容性较差,难以直接作为橡胶工业的补强填料。为降低木质素的极性并改善其与非极性橡胶的相容性,本研究开发了一种新型共聚改性木质素材料。【方法】采用丙烯酰氯对木质素进行酰化改性,并通过自由基共聚反应,将酰化木质素与异戊二烯进行共聚合,在木质素大分子中引入长链烷烃侧基,制备异戊二烯/酰化木质素共聚材料(ALI)。然后,对改性木质素的结构变化进行表征,并分析ALI在橡胶基体中的分散特性以及天然橡胶复合材料的力学性能。【结果】改性木质素材料的羟基含量降低,接触角从66.13°提高到80.16°,这表明其分子极性降低且与橡胶基体的相容性增强。当ALI的添加量为5 g时,复合材料的拉伸强度达到20.61 MPa,与炭黑填充样品相近;断裂伸长率为581.20%,较炭黑填充样品提高了42.40%。这表明改性木质素材料在填料-橡胶网络中分散良好,且橡胶基体得到了有效补强。【结论】本研究成功开发的异戊二烯/酰化木质素共聚材料显著改善了木质素与橡胶基体的相容性,使天然橡胶复合材料表现出优异的强度和韧性,实现了对天然橡胶复合材料的有效补强。 展开更多
关键词 木质素 异戊二烯 共聚 天然橡胶 补强 聚合物复合材料
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利用FBG传感器测试高温合金和陶瓷基复合材料的应变
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作者 姜亚军 程丽琴 +3 位作者 刘小冲 赵菲 贺正泽 尹剑波 《物理实验》 2024年第10期22-26,共5页
利用光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器测量了高温合金和陶瓷基复合材料的应变特性,并与电阻应变片的测量结果进行了对比分析.将FBG应变传感器与电阻应变片分别粘贴在高温合金和陶瓷基复合材料试件的正、反面上,利用力学试验机对2种试件施... 利用光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器测量了高温合金和陶瓷基复合材料的应变特性,并与电阻应变片的测量结果进行了对比分析.将FBG应变传感器与电阻应变片分别粘贴在高温合金和陶瓷基复合材料试件的正、反面上,利用力学试验机对2种试件施加载荷,分别利用FBG解调仪和应变测试仪对FBG应变传感器和电阻应变片的信号进行实时解调.研究得出:FBG应变传感器与电阻应变片在一定的应变范围内,测量结果符合较好.因此,FBG应变传感器可代替电阻应变片,实现对材料的应变测量. 展开更多
关键词 应变 FBG 电阻应变片 高温合金 陶瓷复合材料
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聚醚酰亚胺纳米纤维膜同步改善VARI成型CF/EP复合材料层间韧性和面内力学性能
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作者 阳泽濠 宁博 +6 位作者 陈正国 徐学宏 刘卫平 薛怿 刘勇 张辉 俞建勇 《材料工程》 北大核心 2025年第2期202-212,共11页
研究了静电纺聚醚酰亚胺(PEI)纳米纤维膜对真空辅助树脂灌注(VARI)成型碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层间韧性和面内力学性能的影响规律及其内在微观机制。研究发现,PEI纳米纤维膜与环氧树脂浸渍性良好且不影响树脂流动,适用于灌注温... 研究了静电纺聚醚酰亚胺(PEI)纳米纤维膜对真空辅助树脂灌注(VARI)成型碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层间韧性和面内力学性能的影响规律及其内在微观机制。研究发现,PEI纳米纤维膜与环氧树脂浸渍性良好且不影响树脂流动,适用于灌注温度为70℃且灌注时间小于30 min的VARI成型工艺,在120℃的环氧树脂固化温度下6 min内完全溶解。PEI纳米纤维膜的引入可同时改善CF/EP复合材料的层间韧性和面内力学性能,15 g/m^(2)的PEI纳米纤维膜可以使CF/EP复合材料的Ⅰ型层间断裂韧度、Ⅱ型层间断裂韧度和层间剪切强度分别提升55.1%,65.4%和12.2%,20 g/m^(2)的PEI纳米纤维膜使CF/EP复合材料的弯曲强度和模量分别提高了10.6%和9.3%,10 g/m^(2)的PEI纳米纤维膜使压缩强度和压缩模量分别增加24.3%和18.9%。PEI纳米纤维膜通过原位溶解和环氧树脂固化诱导相分离,在CF/EP复合材料层间形成均匀分布的PEI/环氧树脂两相结构,提高了复合材料层间裂纹的扩展阻力和层间树脂基体的载荷转移能力,可能是复合材料层间韧性和面内力学性能得到改善的原因。 展开更多
关键词 碳纤维增强环氧树脂复合材料 真空辅助树脂灌注 聚醚酰亚胺 纳米纤维膜 层间韧性 面内力学性能
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