Fabrication and Characterization of Highly Oriented Composite Nanofibers with Excellent Mechanical Strength and Thermal Stability

Here, highly‐oriented poly(m‐phenylene isophthalamide)/polyacrylonitrile multi‐walled carbon nanotube (PMIA/PAN‐MWCNT) composite nanofiber membranes with excellent mechanical strength and thermal stability are successfully produced using electrospinning. It is demonstrated that the cooperation of multi‐walled carbon nanotubes (MWCNT) and high‐speed rotating collection is beneficial to the acquisition of highly oriented fibers and effectively improves the mechanical strength of the membrane along the orientation direction. Specifically, the tensile stress of poly(m‐phenylene isophthalamide)/polyacrylonitrile (PMIA/PAN) membrane is enhanced significantly from 10.6 to 20.7 MPa, benefiting from the highly oriented alignment of the fibers as well as the reinforcing effect of MWCNTs on the fibers. Furthermore, the stressing process of single fiber and fiber aggregates is carefully simulated, and the influence of MWCNTs on the mechanical properties of PMIA/PAN‐MWCNT membranes is analyzed comprehensively, providing a meaningful auxiliary means for the study of mechanical properties. In addition, the composite nanofiber membrane has the advantages of both PMIA and PAN, possessing high temperature resistance, flame‐retardancy, and chemical stability, for an ideal high‐temperature material. In short, the as‐prepared PMIA/PAN‐MWCNT composite membrane with excellent comprehensive property emerges a promising application in many fields, especially in high‐tech.     

面向云计算应用层演化的隐私保护方法研究

云计算应用层中的组合服务具有演化属性,因此,隐私数据在服务组合过程中,用户的隐私数据可能会因为服务或服务流程的演化而暴露。根据服务演化的特征,以描述逻辑为基础,提出了一种面向云计算应用层演化的隐私保护方法。对隐私协议进行形式化描述;根据服务的演化特征,对服务的演化进行监控,保证满足用户的隐私需求;利用实例研究证明该方法的正确性与可行性。     

Improved one-dimensional beam model for unbalanced composite single-lap joint

An analytical nonlinear solution was provided for unbalanced composite single-lap joint (CSLJ) using an improved one-dimensional beam model, which incorporated the effect of bending–tension coupling. The bending–tension coupling stiffness was introduced to characterize the coupling bending and tension behavior induced by the un-symmetric stacking sequence of composite laminates. The governing differential equations captured the bending–tension coupling behavior and the geometrically nonlinear features were constructed based on the displacement compatibility conditions of flexible interface. The transverse deformation in overlap region, edge moment factors and adhesive stress distributions for the unbalanced CSLJ with inflexible, intermediate flexibility and flexible adhesive can be determined by the present one-dimensional beam model. The accuracy of the present model was validated by the comparison with nonlinear finite element model. The effect of bending–tension coupling on edge moment factors and peak values of adhesive stresses was shed light on with the present model.     

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。     

纳米Co/rGO磁性复合吸附材料的制备及对Cu2+的吸附性能

以改进Hummer法制备的薄片状氧化石墨烯(GO)为载体和模板负载钴离子，然后采用原位还原法制得纳米金属Co/石墨烯磁性复合吸附材料(Co/rGO)，并将其应用于对Cu2+的吸附和脱除，以期为高效可复用的铜离子脱除剂的合成与应用提供指导。实验结果证实，Co/rGO复合材料具有超顺磁性，能够很方便的使用磁铁进行分离并在无磁场情况下振荡分散。Co/rGO复合材料对Cu2+具有稳定的吸附/脱附性能，实验条件下对Cu2+的最大吸附容量达到117.5 mg/g且5 min内实现吸附平衡，远优于其原料GO的60 min吸附容量27.6 mg/g。本工作系统考察了NaOH加入量、络合剂种类、溶剂种类等关键因素对Co粒子在rGO载体上形貌和分布特性的影响，比较了不同合成条件下的复合材料对Cu2+吸附效果的影响，并对优选条件下制备的Co/rGO复合材料进行了FT-IR, XRD, SEM表征。研究结果表明，纳米Co/rGO磁性材料对Cu2+的吸附过程更符合Freundlich模型，属于多层吸附。室温下吸附焓ΔH=17.81 kJ/mol，吸附反应平衡常数Kθ=3.65。当初始Cu2+浓度为39.22 mg/L时，对Cu2+的吸附率为93.47%，五次吸附/脱附循环后吸附容量仍保持在初始值的94%，每次吸附后溶液中残余Cu2+浓度均满足钴电解液对杂质铜离子的浓度去除要求(5 mg/L)或GB 8978-1996污水综合排放标准3级(2 mg/L)，有望在相关领域发挥作用。     

Fe基非晶合金增强1060铝基多层复合材料的组织与性能

采用累积叠轧焊+中间退火法复合轧制1060Al/Fe基非晶多层铝合金复合板材。利用光学显微镜、扫描电镜、X-衍射分析仪以及拉伸试验机分析Al基复合材料的微观组织结构变化、断口形貌、物相组成以及力学性能。结果表明:Fe基非晶复合材料的增强体在300 ℃中间退火过程中发生部分晶化,在累积变形轧制过程中发生破碎,并随着变形道次的增加,破碎程度随之增大;复合板前6道次的累积轧制变形出现了明显的加工软化现象,并且随着变形道次的增加,其加工软化的效果愈明显;随着累积轧制变形道次增加,Al基复合材料的力学性能发生了明显的变化,第2道次轧制变形后屈服强度与抗拉强度达到了最大值为140 MPa和156 MPa,伸长率为5.53%,达到最佳综合性能。     

基于近似测地线的分层次自动铺带轨迹规划方法

自动铺带技术是一种增量制造技术，适用于制造翼面、壁板等大尺寸、小曲率复合材料构件，具有加工成本低、效率高等特点。轨迹规划是自动铺带技术的关键环节，它直接关系到复合材料构件的成型精度与质量。现有的自动铺带轨迹规划方法难以便捷兼顾调控铺放间隙与防止铺放褶皱，保证铺带产品的最终质量。有鉴于此，提出了一种基于近似测地线的分层次铺放轨迹规划方法。主要目标是合理利用预浸带允许变形能力，在防止铺放褶皱产生的前提下，保证相邻带料不产生覆盖，且间隙不超过2.5 mm。首先，研究了铺放间隙的产生与演化规律，给出了几种典型曲面上初始铺放间隙的优化方法。接下来，提出了近似测地线的数学模型与求解格式。然后，基于铺放褶皱的产生机制与铺放间隙的演化规律，确定了近似测地线的测地曲率大小与符号。最后，在双曲面模具以及自由曲面模具上验证了所提出方法的有效性。     

基于多层感知器的气液两相流流型识别方法

通过对电阻层析成像数据采集原理和深度学习网络的研究,提出了一种基于阵列电阻值和多层感知器深度学习网络相结合的流型识别方法。利用电阻层析成像系统中的16个电极传感器来获取流型样本数据,并构建出流型识别数据库,然后对多层感知器深度学习网络进行训练,获得可以识别不同流型的网络。实验结果表明,采用阵列电阻值结合多层感知器网络对流型进行学习和识别的方法,流型识别准确率可以达到95%,解决了流型图像生成过程与数据特征预选过程中流型特征损失的问题,流型识别性能得到了提高。     

玻璃纤维增强建筑用聚乙烯树脂复合材料的性能

采用剥离测试方法来表征制得的玻璃纤维增强建筑用聚乙烯树脂复合材料的界面黏结强度,并对其进行红外光谱、接触角、微观组织测试与分析。研究结果表明:采用浸润剂处理可以使玻璃表面生成新基团;浸润剂能够提高玻璃表面接触角,从而更易与树脂形成浸润状态,由此改善玻璃和树脂的界面结合状态,实现界面黏结特性的显著优化。在剥离测试中发现经浸润剂处理后,玻璃可以和树脂之间形成更强的界面结合作用;树脂从玻璃表面发生剥离之后,形成了光滑的玻璃片,同时还有部分纵横交错的划痕。