人造金刚石填充聚酰亚胺树脂基复合材料防刺性能

为研究树脂材料的防刺性能及防刺机制,利用手糊成型与热压法成型制备了手糊分层结构和均布结构层2种结构的人造金刚石填充聚酰亚胺树脂基复合树脂片,并探讨了人造金刚石粒径、填充体积分数对树脂片防刺性能的影响。研究结果表明:经过人造金刚石填充的聚酰亚胺树脂片的防刺性能得到提高,并且均布结构层分层复合结构的树脂片的防刺性能更好;随着人造金刚石粒径的减小,树脂片防刺性能出现先减小后增加的趋势,故防刺机制基本在于碰撞概率与树脂基的防挡;比较防刺力和消耗功发现,不同填充体积分数的单层防刺树脂片的防刺性能随人造金刚石填充体积分数的增加而逐渐降低,该趋势的成因在于复合树脂片的脆化与破坏;在颗粒等效粒径为300 μm、体积分数为10%时,其防刺性能最好。     

退火温度对HA/Ti-24Nb-4Zr复合材料组织与性能的影响

利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了HA/Ti-24Nb-4Zr生物复合材料,研究了不同退火温度对复合材料显微组织和力学性能(抗压强度、屈服强度、屈强比、压缩弹性模量)的影响。结果表明,烧结态复合材料主要由β-Ti相、少量初生α-Ti相及HA相组成;随着退火温度的升高,复合材料基体中β-Ti相含量增多且晶粒逐渐长大,针状次生α-Ti相在晶界处和晶内不断析出,HA相结构和含量变化不大;与烧结态相比,不同退火温度处理后的复合材料强度和弹性模量先略微上升后下降,而塑韧性呈不断提高趋势;复合材料在850 ℃退火处理后,抗压强度、屈服强度、屈强比和压缩弹性模量值分别为1507 MPa、1270 MPa、0.84和42 GPa,塑韧性得到明显改善,作为生物医用植入材料具有潜在的应用前景。     

Cf/C复合材料与纯铜的胶接辅助钎焊连接

采用胶接辅助钎焊方法,以TiH_2粉为活性元素源,环氧树脂为粘性载体,Ag-Cu共晶合金为钎料,Cu箔为应力缓冲层材料,实现了C_f/C复合材料与纯铜的钎焊连接,结果表明,接头界面处产生TiC,TiCu,Ag(s,s),Cu(s,s)等反应产物,其结构可表示为(C_f/C)/TiC+Ag(s,s)+Cu(s,s)+TiCu/Cu。通过钎焊工艺试验得出,在930℃保温25 min钎焊条件下接头的抗剪强度达到最大值30 MPa。     

混炼方式对螺旋纳米碳纤维增强天然橡胶复合材料力学性能的影响

采用干法和湿法两种混炼工艺制备了螺旋纳米碳纤维(HCNFs)/炭黑(CB)/天然橡胶(NR)复合材料,通过扫描电镜、拉伸试验机和应变扫描仪分别对所制备复合材料的界面形貌、力学性能和Payne效应进行了测试分析,考察了混炼方式对复合材料宏观力学性能及Payne效应的影响。结果表明,与纯CB填料相比,在干湿两种混炼方式下,添加适量的HCNFs(1～6份)能提高HCNFs/CB/NR复合材料的300%定伸应力、扯断伸长率、拉伸强度和硬度。与干法混炼相比,湿法混炼能明显增强HCNFs/CB/NR复合材料的Payne效应,并提升在HCNFs高添加量(2～6份)条件下的拉伸强度和扯断伸长率,这主要源于湿法混炼能够有效改善HCNFs在橡胶基质中的分散性。     

单晶SiC的电助光催化抛光及去除机理

为满足电子半导体等领域对SiC超光滑、无损伤和材料高效去除的要求，提出了电助光催化抛光SiC的新方法。研究了光催化剂种类及其pH值对抛光液氧化性和抛光效果的影响，讨论了材料的去除机理。结果表明：以p25型TiO2为光催化剂配制抛光液所获得的最大氧化还原电位为633.11 mV，材料去除率为1.18 μm/h，表面粗糙度Ra=0.218 nm；抛光后SiC表面氧化产物中，Si-C-O、Si-O和Si4C4O4的含量明显增加，SiC表面被氧化并被机械去除是主要的材料去除方式。     

固溶处理对TiB2/6061复合材料硬度及耐磨性的影响

采用氟盐法制备了TiB₂质量分数为3%的原位合成TiB₂/6061复合材料,研究了固溶温度和固溶时间对复合材料硬度和耐磨性能的影响。结果表明:TiB₂颗粒弥散分布在6061铝合金基体中,明显细化6061铝合金基体晶粒。当固溶温度一定时,随固溶时间延长,复合材料的硬度和耐磨性可获得明显提高,但固溶时间在6~10 h时,复合材料的性能变化不显著。当固溶时间一定时,随固溶温度升高,复合材料硬度和耐磨性呈现先上升后下降的趋势。3wt%TiB₂/6061复合材料经530 ℃×10 h固溶处理后,硬度和耐磨性能最佳,相较于铸态硬度值提高了79.5％,磨损量减少了59.1%。固溶处理后复合材料的磨损表面犁沟变细变浅,材料脱落现象减少。     

木粉疏水改性对HDPE基木塑复合材料性能的影响

采用一种操作简便且易于工业推广的方法对木粉进行疏水改性，具体过程为：将3种可热聚合的单体，即甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸丁酯（BMA）和苯乙烯（St）均匀喷洒在木粉上，经过预热处理后，与配方中其他组分，如高密度聚乙烯（HDPE）和马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE）等通过高速混合机混合均匀，采用双螺杆挤出机造粒后，注射制备木塑复合材料（WPC）样条，测试其力学性能。另外，考察了疏水改性对WPC接触角、维卡软化温度、洛氏硬度、吸水性能、热性能的影响规律。结果表明：疏水改性后WPC的接触角增大，木粉和HDPE的界面相容性改善，力学性能得到明显提高。其中，当MMA、BMA和St的添加量为3%时，WPC的力学性能最好，与疏水改性前相比，弯曲强度分别提高了17.3%、26.3%和27.5%，弯曲模量分别提高了24.4%、24.4%和26.0%，冲击强度分别提高了54.7%、57.7%和60.5%。 此外，疏水改性后WPC的维卡软化温度、洛氏硬度、耐水性和耐热性也得到改善。     

类沸石咪唑骨架ZIF-8复合材料的研究进展

类沸石咪唑骨架(ZIF-8)材料具有比表面积大、孔道结构规则、水热和化学稳定性好、修饰方便及合成简单等优点。近年来,以ZIF-8为组分的复合材料如ZIF-8核壳粒子和ZIF-8膜等材料的设计、制备及应用研究受到了广泛关注。简要介绍了国内外关于ZIF-8基复合材料的研究进展。     

玻璃纤维增强复合桩水平承载特性试验与数值模拟

玻璃纤维增强复合材料(GFRP)具有轻质、抗拉强度高、耐腐蚀性和抗疲劳等优点,广泛应用于土木工程领域。GFRP复合桩是一种通过在普通混凝土桩身外包GFRP纤维布以增强其抗弯性能的新型桩。通过开展室内模型试验,分别得到了水平荷载下RC桩和GFRP复合桩桩顶位移、桩身弯矩的试验结果,对比分析了两者的水平承载特性。利用有限元分析软件ABAQUS对水平荷载作用下的GFRP复合桩进行数值模拟,试验结果与数值模拟结果拟合较好。结果表明:GFRP复合桩与RC桩的桩身弯矩分布规律基本一致,最大弯矩在1/4~1/3桩长处,GFRP复合桩的水平承载特性优于RC桩;不改变桩身截面,仅在一层GFRP单向布的约束下,GFRP复合桩的弹性模量、极限水平承载力均有一定的提高。