铝合金焊接接头的低温断裂性能COD研究

为研究2A14T6铝合金焊接接头(焊缝/熔合线/热影响区/母材)的低温(77 K/4.2 K)断裂韧度,文中采用三点弯曲法,通过自主研制的低温位移传感器及力学测试系统,得到重要的低温裂纹张开位移(crack-tip opening displacement,COD)性能参数,并结合断口的微观结构具体分析形貌与断裂韧度的关系.研究结果表明,该测试系统能有效测量材料的低温裂纹张开位移参数δ;低温下断裂韧度为热影响区>母材>熔合线>焊缝;对低温断口的微观形貌观察显示,韧窝大而深的微观结构对应低温抵抗裂纹开裂能力强、韧性好.     

低温拉伸夹具的设计与应用

设计了一套低温拉伸夹具,并用其测试了环氧树脂／SiO2纳米复合材料在室温和77K环境下的拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂伸长率。结果表明,新设计的拉伸夹具能够在低温环境下很好地测定复合材料的拉伸性能,夹具本身对测量结果无影响。     

模板法制备二氧化硅纳米管及其表征

以正硅酸乙酯（TEOS）为原料，D〖DK〗，L 酒石酸铵为模板制备了高产率、尺寸均匀、大长径比的二氧化硅纳米管。借助透射电子显微（TEM）、扫描电子显微（SEM）、电子能谱（EDX）和X射线衍射（XRD）等分析方法对样品进行表征，探讨了二氧化硅纳米管的形成机理，并考察了实验条件对二氧化硅纳米管的产率和形貌等的影响。研究结果表明，静置时间、TEOS的滴加速率以及氨水用量对纳米管的形成有明显影响，而温度对纳米管形成的影响不明显。     

粗糙度各向异性对润滑接触面摩擦的影响

齿轮、轴承、凸轮等重载接触副的性能受表面粗糙度的显著影响。高负载情况下的摩擦因数与润滑接触面粗糙度的各向异性相关。测量的表面粗糙度可以分解为一系列具有不同波长、幅值的正弦表面粗糙度,因此,考虑各向异性正弦表面粗糙度,构建粗糙表面点接触瞬态弹性流体动力润滑(TEHL)模型,提出基于多重网格算法的粗网格构造新方法,提高粗糙表面润滑问题求解的稳健性。研究表面粗糙度各向异性对高负载情况下摩擦因数的影响规律。结果表明,粗糙度的各向异性影响接触面压力、油膜厚度分布、粗糙度形变量,从而影响摩擦因数。提出一个组合函数来量化粗糙度各向异性对摩擦因数的影响,表明全膜润滑到混合润滑的过渡不仅与载荷、速度等工况参数相关,还与粗糙度各向异性相关。     

纳米晶MnFe2O4的水热法合成及其磁性能

采用水热法制备了软磁材料MnFezO4纳米晶,借助XRD、IR、SEM和VSM对产物进行了表征,着重研究了水热条件如温度和时间等对MnFe2O4纳米晶的形成及其结构和磁性能的影响。结果表明水热温度较低时的产物晶化度和纯度低,表现出较差的磁性能,温度为120℃的产物其饱和磁化强度为15．34emu／g,剩磁比为0．08,矫顽力为8lOe,而在200℃下水热产物饱和磁化强度为51．49emu／g,剩磁比达到0．14,矫顽力为121Oe。     

蒙脱土/ 二氧化钛/ 聚酰亚胺纳米杂化薄膜低温力学及热稳定性能研究

利用插层法和溶胶-凝胶法制备了不同含量的蒙脱土/ 二氧化钛/ 聚酰亚胺(MMT/ TiO₂ / PI) 纳米杂化薄膜。采用傅立叶红外光谱、紫外可见光谱、扫描电镜和热重分析等对该体系的分子结构、断口形貌和热性能进行了表征, 同时研究了聚酰亚胺杂化薄膜低温(77 K) 力学性能。结果表明, 纳米粒子与基体结合情况良好, 热分解温度Td有所上升。TiO₂ / PI 杂化薄膜低温拉伸强度随TiO₂ 质量分数增加而有所下降; 而MMT/ TiO₂ / PI 杂化薄膜拉伸强度随TiO₂质量分数增加而增加并在TiO₂质量分数为2 %时达到最大值, 说明TiO₂ 与MMT 超混杂产生了协同效应。另外, 弹性模量随无机颗粒含量的增加而提高, 但断裂伸长率则下降。      

矿物颗粒表面纳米化修饰及其在PP复合材料中的应用

通过化学方法成功地实现了矿物粉体在Ca (OH)₂-H₂O-CO₂ 体系中的表面纳米化修饰, 即在微米级重质碳酸钙、硅灰石粉体表面形核生成粒径均匀的纳米碳酸钙颗粒层。研究表明, 表面纳米化修饰后的矿物粉体表面的粗糙度大大增加, 尖锐的棱角得以钝化, 纳米化修饰后矿物粉体比表面积比原来提高至少200 %以上。将经表面纳米化修饰后的硅灰石粉体在聚丙烯(PP) 中填充应用, 较未经表面纳米化修饰的硅灰石粉体填料, 其抗冲击强度提高65 %以上, 延伸率提高200 %以上。     

短纤维增强树脂基复合材料强度和模量的各向异性

研究了短纤维增强聚合物复合材料(SFRP)的强度和模量的各向异性。纤维的平均长度l_(mean)对纤维增强有效因子有很大的影响。在Φ=0°,纤维增强有效因子随着l_(mean)的增加而增加;当Φ=90°,纤维有效因子在Θ不太大时随着l_(mean)增加而增加,当Θ很大时,纤维有效因子值变成零。θ_(mean)对纤维有效因子也有很重要的影响。在Φ=0°,Θ不太大(<40°)时,纤维有效因子随着θ_(mean)增加而减小;而当Θ很大(>50°)时,则随着θ_(mean)的增加而增大。在Φ=90°,Θ不太大时,纤维有效因子随着θ_(mean)增加而减小;而当Θ很大时,纤维有效因子值为零。模式纤维长度对复合材料的强度无明显影响。大l_(mean)对应高的复合材料模量。当Θ接近60°时,平均纤维长度对模量的影响不大。模式纤维长度对模量的影响相对比较小,而对于一个很小的l_(mean),影响则比较明显。当Θ很小时,θ_(mean)值越小,模量值越高;相反,Θ很大时,θ_(mean)值越小,模量值越低。     

几个高性能树脂基复合材料的研究

介绍了短纤维增强树脂基复合材料、聚酰亚胺纳米杂化薄膜材料和环氧基纳米复合材料方面的研究工作，简要概括了短玻璃纤维、短碳纤维以及与颗粒混合增强树脂基复合材料的研究结果，报道了聚酰亚胺纳米杂化薄膜材料和环氧基纳米复合材料的一些低温性能研究结果。     

超低温复合材料的研究进展

本文综述了超低温复合材料的研究背景和国内外最新进展.首先对超低温复合材料所用基体和增强材料进行了介绍,然后介绍了超低温复合材料的测试手段和主要关注的性能,主要包括结构表征、复合材料界面、力学性能、热循环使用寿命、渗漏性测试、材料损伤检测.同时,还介绍了超低温复合材料的应用.最后,本文展望了超低温复合材料的发展趋势和研究方向.