镁基复合材料的研究现状及发展

镁基复合材料具有低的密度、高的比强度和比模量以及良好的耐磨性能和减震性能,在航空航天,特别是汽车工业中具有广阔的市场.综述了镁基复合材料常用的基体合金与增强体、制备方法与性能以及应用现状.对镁基复合材料的研究方向提出了一些看法和展望.     

颗粒增强镁基复合材料专利技术综述

颗粒增强镁基复合材料凭借其优良的比强度、比刚度、耐磨性、耐高温、减震性能以及优异的阻尼性能和电磁屏蔽性能等,作为功能材料被广泛地应用在电子、航空、航天特别是汽车工业等行业中。本文主要对颗粒增强镁基复合材料专利申请中专利申请的国内外的年度变化趋势、申请人类型进行分析,并总结了颗粒增强镁基复合材料专利申请中增强颗粒类型以及其专利技术改进方向。     

颗粒增强镁基复合材料的研究现状及发展趋势

综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况,着重介绍了颗粒增强镁基复合材料的制备技术,界面行为和制备热力学与动力学三大研究热点,另外,对颗粒增强镁基复合材料的增强机理及常温力学性能作了简单介绍,最后,对颗粒增强镁基复合材料的研究方向进行了一些看法和展望,指出原位颗粒增强镁基复合材料的制备技术交城为制备镁基复合材料的发展趋势,镁基复合材料由于具有高的比强度,比模量和良好的耐磨性、耐高温性能和减震性能,在航空航天,特别是汽车工业具有在的应用前景和广阔的市场。     

含碳增强体镁基复合材料的制备和界面调控的研究现状及发展趋势

镁基复合材料具有极强的设计性,有望满足航空航天、军工产品制造以及电子封装等领域对低密度、高强度和高刚度材料的需求。但是,现在镁基复合材料的性能还有许多问题需要解决,最突出的是增强体的均匀分散和界面问题。本文综述了镁基复合材料的组成及其各自的作用,分析了制约高性能镁基复合材料的增强体分散和界面优化以及目前镁基复合材料力学性能的局限性,展望了镁基复合材料的设计新思路和发展趋势。     

镁基复合材料的制备方法研究

介绍了镁基复合材料传统的及现代的制备方法、以及各种方法的优缺点和对该材料性能的影响,详细介绍了最新发展的反应性自组织构筑法,指出该方法在制备镁基纳米复合材料上的优势及其对镁基复合材料性能的改善.     

纯镁基复合材料的阻尼性能

制备了以线了镁为基体，以混杂碳化硅颗粒和硅酸铝短纤维为增强物的一类特殊复合材料，了其阻尼性能，发现镁基复合材料的强度优于纯镁，但阻尼性能却降低了并随增强物含量增加，这种下降越大。镁基复合材料的阻尼民其状态关系密切，退火处理和热循环自理提高了复合材料的阻尼性能。     

镁基储氢复合材料的研究进展

综述了镁基储氢复合材料开发和研究的最新进展，重点介绍了稀土／镁基储氢复合材料和镍／镁基储氢复合材料的主要种类、吸放氢性能和相关的制备工艺，简要分析了钛、铁、钒、锆／镁基储氢材料的研究现状和存在的问题，讨论了镁基储氢复合材料在储氢电极材料方面的应用前景。     

颗粒增强镁基复合材料的研究现状

综述了颗粒增强镁基复合材料常用的基体合金,常用的增强相及其镁基复合材料的制备技术、组织和性能等,并对颗粒增强镁基复合材料的发展进行了展望.     

镁基复合材料中常用颗粒增强相研究现状

镁基复合材料具有低的密度、高比强度、比刚度与优异的阻尼性能,是汽车、航空航天等领域的理想化轻量材料,已经成为近年来新材料领域的研究热点。合理有效地选择颗粒增强相对于提升镁基复合材料的性能有着重要的作用。分别从外加法与原位合成法两个方面综述了镁基复合材料颗粒增强相的类型及其对材料力学性能的影响,并对其相应的应用现状进行了分析。最后对颗粒增强相的发展趋势进行了展望。     

硼酸镁晶须含量对AZ91D镁基复合材料在SO_4~(2-)溶液中腐蚀行为的影响

为了进一步了解晶须对镁基复合材料耐腐蚀性能的影响,采用硼酸镁晶须制备了不同晶须含量的AZ91D镁基复合材料。采用电化学工作站测量了镁基复合材料在5%Na2SO4溶液中的开路电位、动电位极化曲线和交流阻抗谱,利用扫描电镜观察了不同晶须含量的镁基复合材料经Na2SO4浸泡腐蚀后的微观组织形貌,研究了晶须体积分数对镁基复合材料耐腐蚀性能的影响。结果表明:经Na2SO4腐蚀后,镁基复合材料表面生成了一层晶须增韧的腐蚀产物膜,增强了镁基复合材料的耐腐蚀性能;随着晶须体积分数的增加,镁基复合材料的耐腐蚀性逐渐提高。     

镁基复合材料的制备技术进展

镁基复合材料具有低的密度、优异的力学性能和物理性能,在汽车、航空航天等领域的应用需求日益增加,成为近年来新材料领域的研究热点。介绍了镁基复合材料基体的分类和不同的增强体类型,论述了镁基复合材料的制备方法及应用现状,并对镁基复合材料的发展进行了展望。     

钛基复合材料制备方法及性能研究进展

由于具有低密度和优异的室温、高温性能,钛基复合材料在航空航天、汽车等领域已被广泛应用。本研究综述了非连续型钛基复合材料常用制备方法、热加工工艺以及主要性能,并总结了目前钛基复合材料制备存在的主要问题和解决方法,最后展望了钛基复合材料的研究和应用发展方向。     

碳纳米管/聚合物复合材料界面结合性能的研究进展

碳纳米管(CNT)优异的力学性能使其成为复合材料优选的增强体。CNT/聚合物复合材料的力学性能主要受其界面结合性能的影响。综述了CNT/聚合物复合材料界面结合性能的研究方法和研究现状。对CNT/聚合物复合材料界面结合性能的研究,实验上采用微观表征技术、拉曼光谱分析技术和纳米力学拔出法,分子模拟方法则是通过对CNT施加位移或外力模拟CNT从聚合物基体中的抽拔过程。概述了聚合物的类型、晶态结构以及CNT的手性、功能化处理等因素对CNT/聚合物复合材料界面结合性能的影响,并展望了CNT/聚合物复合材料界面结合性能未来研究的重点方向。     

Molecular dynamics simulation of SWCNT–polymer nanocomposite and its constituents

Elastic and engineering properties of nanoparticle enhanced composites and their constituents (matrix, reinforcement and interface) are calculated. The nanocomposites considered in this study consist of a single-wall carbon nanotube (SWCNT) embedded in polyethylene matrix. Molecular dynamics simulations are used to estimate the elastic properties of SWCNT, interfacial bonding, polyethylene matrix and composites with aligned and randomly distributed SWCNTs. The elastic properties of bundles with 7, 9, and 19 SWCNTs are also compared using a similar approach. In all simulations, the average density of SWCNT–polymer nanocomposite was maintained in the vicinity of CNTs, to match the experimentally observed density of a similar nanocomposite. Results are found to be in good agreement with experimentally obtained values by other researchers. The interface is an important constituent of CNT–polymer composites, which has been modeled in the present research with reasonable success.     

石墨烯/钛基复合材料的界面反应控制、微观组织和压缩性能

将Ti6Al4V（TC4）粉末与少层石墨烯（GR）粉末进行三维机械旋转混合,实现了GR在TC4球形粉末表面的均匀包覆,经放电等离子烧结(SPS)得到增强相呈三维网络状分布的GR/TC4复合材料。对不同的SPS烧结温度、保温时间、升温速率和轴向压力对GR与钛基体原位界面反应程度的影响进行了研究,并对界面处不同GR/TC4比例的网状结构复合材料的物相结构、显微组织及室温压缩性能进行了系统性的研究。结果表明,烧结温度和升温速率是影响GR与基体反应程度的主要因素,压力主要影响材料致密度,低温高压快速烧结可以降低GR与基体的反应程度,但高比例的GR残留并没有带来力学性能的大幅提升。对于0.25wt%的GR添加量,GR的反应比例约为70%~80%能得到更加良好的异质界面的结合,获得综合力学性能优异的GR/TC4协同增强的钛合金基复合材料。GR在钛合金基体中的三维网络状分布能调控钛基复合材料的强度与塑性的矛盾。      

陶瓷基复合材料的研究进展

本文对陶瓷基复合材料的发展和研究情况进行综述分析。主要内容有:陶瓷基复合材料的发展和应用前景;纤维材料,多种陶瓷基体材料的韧化研究;陶瓷基复合材料的制备加工技术;陶瓷增韧的力学机理和材料结构性能的研究情况。最后还就陶瓷基复合材料的进一步发展提出一些粗浅的看法。      

Grafting effects of polypropylene/polyethylene blends with maleic anhydride on the properties of the resulting wood-plastic composites

In the presented study, polypropylene (PP) and high density polyethylene (PE) were blended at the ratios of 80/20 and 20/80 to simulate recycled waste thermoplastic mixtures. The effects of in situ grafting of PP/PE blends with maleic anhydride through the extruder on the mechanical and rheological properties of resulting wood/plastic composites were investigated. Different ratios of PP and PE in the blends created distinct properties in the resulting composites. Grafting of PP and PE blends improved the tensile and flexure properties of the resulting composites. The composites exhibited a reduced water uptake and resultant dimensional swelling due to grafting with maleic anhydride. Grafting of the blends also considerably improved the interfacial bonding and enhanced the dispersion of wood in the matrix, as evidenced by rheological analysis and scanning electron microscopy.     

碳纤维树脂基复合材料及成型工艺与应用研究进展

目的 碳纤维树脂基复合材料的可设计性和性能优越性使得碳纤维及其树脂基复合材料的应用范围不断拓展.文章简述了碳纤维的性能、发展和分类,研究碳纤维树脂基复合材料的性能影响因素、成型工艺及应用领域,探索其未来研究的发展方向.方法 采用文献调研法,梳理和汇总国内外关于碳纤维树脂基复合材料的制备及应用研究,分析国内外关于其性能影响因素、成型工艺和应用领域的研究进展.结论 碳纤维树脂基复合材料性能受碳纤维含量、基体和碳纤维界面结合性能等因素的影响.国内碳纤维树脂基复合材料的成型技术主要以传统成型工艺为主,不同性能要求和结构特点的构件采用不同成型工艺.应用范围从航空航天、军工领域不断拓展至民用领域,生产制备的高效能化和低成本化是其未来发展方向.此外,环境问题及碳纤维的回收利用是未来碳纤维及其复合材料应用的关键问题.     

搅拌摩擦加工制备颗粒增强铝基复合材料的研究现状及展望

铝合金作为现代工程和高新技术领域发展的关键材料之一,具有密度小、比强度和比刚度高、耐蚀性好等特点。通过在铝基体中添加增强相颗粒,制备得到的颗粒增强铝基复合材料既有铝合金良好的强度、韧性、易成形性等特点,又有颗粒的高强、高模等优点,是近年来应用最广的一类金属基复合材料。 目前,制备铝基复合材料的方法主要有粉末冶金法、铸造以及超声波法等,但这些方法在制备过程中需要较高的温度,颗粒与金属基体容易发生不良的界面反应,从而影响界面结合效果,降低复合材料的性能。搅拌摩擦加工(FSP)作为一种新型的固相加工技术,可同时实现材料微观组织的细化、致密化和均匀化。目前,FSP直接法已在铝基复合材料制备方面取得应用,主要是将增强相颗粒通过打盲孔或开槽的方式预置在金属基体内再进行FSP,进而制备出高致密度的颗粒增强铝基复合材料。因为FSP过程的温度低,颗粒与铝基体不会发生界面反应,所以该方法也被用于制备具有形状记忆效应(SME)的铝基功能复合材料。 近年研究结果表明,颗粒相对FSP制备的铝基复合材料晶粒细化起到显著作用,这有助于提高复合材料的拉伸强度、显微硬度及疲劳强度等力学性能。随着颗粒含量的增加和颗粒尺寸的减小,复合材料的力学性能得以增强。再者,减小颗粒尺寸有利于改善颗粒与基体之间的结合。另外,通过优化搅拌头的结构、形状和尺寸,以及FSP工艺参数,已经可以实现加工后颗粒相在基体中的均匀分布。 鉴于搅拌摩擦加工(FSP)直接法在制备颗粒增强铝基复合材料方面所具备的短流程、高效能以及基体与增强相颗粒界面无杂质等优势,本文对目前FSP直接法制备颗粒增强铝基复合材料的最新研究现状进行了总结。主要综述了FSP制备颗粒增强铝基复合材料过程中颗粒的含量、类型及尺寸对复合材料组织与力学性能的影响,并对颗粒分布均匀性以及颗粒与铝基体的界面问题做了阐述。文章最后深入分析了当前研究中的不足之处并展望了未来的研究方向。