低燃速复合推进剂基体的改性研究

对低燃速复合推进剂基体的共混改性进行了理论分析和实验研究。将端羟基聚丁二烯与端异氰酸酯聚氨酯预聚体进行共混改性 ,可以显著改善基体的力学性能。通过表观交联度等参数表征基体共混物的改性效果 ,并用DSC和IR等分析手段研究共混物的微观结构 ,结果表明 ,基体的共混改性是提高低燃速复合推进剂力学性能的重要途径     

碳/碳复合材料基体抗氧化改性研究进展

表面涂层技术和基体改性是对碳/碳复合材料进行氧化防护的主要措施。对近年来碳/碳复合材料基体抗氧化改性传统技术方法进行全面总结,主要有碳纤维改性、液相浸渍法、添加剂法、催化杂质的直接脱除或失活、基体置换法。介绍碳/碳复合材料基体抗氧化改性新工艺,提出并设计3种碳/碳复合材料基体抗氧化改性最新工艺。并对碳/碳复合材料基体改性研究的发展趋势进行了展望。     

液相浸渗用多孔预制体制备的研究现状

多孔预制体是用液相浸渗法制备金属基复合材料最重要的组成部分,通过调节多孔预制体的孔隙率和孔结构,可以获得不同性能和组织的金属基复合材料,即多孔预制体是保证复合材料可设计性的前提。综述了各种类型的液相浸渗用多孔预制体的制备工艺,对液相浸渗用多孔预制体制备的研究现状进行了全面的评述,分析了成形压力、烧结规范、粘结剂、造孔剂及后续处理等因素对液相浸渗用多孔预制体质量产生的影响。     

碳纤维表面涂层的制造方法与功用

论述了碳纤维表面涂层的方法,分析了各种涂层方法的优缺点与适应范围。聚合物涂层法、溶液还原法、表面接枝法可提高碳纤维与树脂基体间润湿性,而电镀法、化学镀法、金属浴法、Sol-Gel法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、等离子喷涂法都是为了改善碳纤维与金属基体间界面的碳纤维涂层方法;其中由金属浴法制造的涂层碳纤维增强复合材料性能不高,从而使其使用受到限制;而等离子喷涂法工艺尚不成熟,PVD与CVD法是制造碳纤维表面涂层最有前途的方法。     

氨基酸改性碳纤维电极电化学及海洋电场响应性能

碳纤维表面引入含氧、含氮官能团,可提高其电化学性能和电场响应性能。将谷氨酸、甘氨酸、赖氨酸作为含氧、含氮官能团载体,在碳纤维表面接枝一层分子膜,通过扫描电子显微镜、红外吸收光谱等手段进行表面表征,并结合循环伏安曲线、电化学阻谱和电场响应曲线等测试方法,探究其电化学性能和电场响应性能变化。结果表明,改性后碳纤维电极具有较大的双电层电容和较低的低频容抗;配对碳纤维电极电位差漂移量均在5 mV/d以下,电化学自噪声均小于5 nV/Hz;配对碳纤维电极能较好地响应1 mV、1 mHz正弦交流电场信号,其中谷氨酸改性组线性度为0.058%,在改性组中最低,这与其特殊的双电层结构有关。本研究可为高性能海洋电场传感器研究提供新的技术路线和理论依据。     

水合肼掺氮改性碳纤维电极电化学及电场响应性能

碳纤维表面氮掺杂改性可望提高其电化学性能和电场响应性能.以水合肼为氮源改性粘胶基碳纤维,制备新型海洋电场电极,并探究改性前后电极电化学性能以及电场响应性能变化.结果表明:改性碳纤维电极电化学性能以及电场响应性能显著提高;水合肼高温掺氮处理样品性能最佳,其比电容达到102.5 F/g,为空白组的18.99倍;电荷转移电阻...     

金属陶瓷复合层的组织与性能研究

该文采用液态金属表面浸渗复合方法在金属表面获得金属陶瓷复合层。运用金相,扫描电镜、X射线衍射、图像分析仪等研究了复合层的组织形态、结构及性能。结果表明,采用表面浸渗方法可在金属表面获得2～5mm厚的金属陶瓷复合层。复合层中,陶瓷颗粒弥傲均匀分布。由于陶瓷的强化,表层的显微硬度提高。     

基体特性对钨丝增强复合材料中剪切应力的影响

采用ANSYS程序计算研究脉冲加载下不同屈服强度、弹性模量基体对钨丝增强复合材料两相间剪切应力的变化特征。研究发现,在复合材料设计时应考虑基体力学特性对复合材料性能的影响。选择屈服强度高、弹性模量低的基体,可降低增强相钨丝中的剪切应力,在侵彻过程中有利于保持钨丝的完整性,从而提高侵彻能力。     

硫酸钙晶须增强改性导爆管管壁材料的性能研究

为了进一步提高改性导爆管管壁材料(LDPE/HDPE/Surlyn)的强度,采用硫酸钙晶须(CSW),制备LDPE/HDPE/Surlyn/CSW共混物,对不同质量分数的CSW共混物分别进行了性能测试。研究表明:共混物中CSW质量分数为3%、10%、20%时,强度依次提升4.91%、8.88%、17.11%;观察断面形貌可知20%CSW时完整的晶须被一层黏膜包覆着,断裂方式为撕裂;CSW的引入对熔融和结晶性能影响甚微,对结晶度有略微降低作用;动力学计算及热分解分析说明CSW的引入使热分解稳定性增强,耐热性增加。     

有机改性二氧化硅纳米胶囊化相变材料研究

胶囊化相变材料(PCMs)在炸药件隔热防护、电子器件控温等具有潜在应用价值,但现有无机壁材胶囊化PCM s存在粒径大、易破裂及与有机聚合物相容性差等局限。本研究利用不同有机硅烷前驱体在细乳液中的界面水解-缩聚方法,合成了一系列有机改性二氧化硅包覆正十八烷相变纳米胶囊。分别采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)和水接触角(WCA)等手段对其化学结构、结晶结构、形貌、相变特性和壁材疏水性进行了表征。结果表明,通过改变有机硅烷前驱体的体积比,得到了球形和碗状两种形貌的相变纳米胶囊,尺寸为200~693 nm,熔融焓为93.2~107.5 J·g~(-1),胶囊壁材的水接触角为67°~155°,可实现亲水-疏水-超疏水性表面性质调控。并且有机改性二氧化硅纳米胶囊化PCMs在超声作用下不易破碎,显示力学性能得到了改善。     

短碳纤维复合材料中纤维均匀化技术的研究现状

短碳纤维在基体材料中的均匀化技术对短碳纤维复合材料的性能有显著的影响。总结了短碳纤维复合材料中纤维的几种均匀化技术及其工艺特点 ,并提出了评价纤维均匀化效果的几个表征方法。但由于目前碳纤维的均匀化技术始终未能同时解决好短碳纤维在均匀化过程中所面临的三个突出问题———分布要均匀、损伤程度最小、体积分数要高 ,因此 ,短碳纤维在基体材料中的均匀化技术仍然是未来大力推广低成本、高性能、多用途短碳纤维复合材料急需解决的一个重要课题     

三维编织碳纤维增强铝基复合材料的制备研究

以碳纤维的三维编织架构为增强体,经镀铜预处理后,置于铝合金熔体中施加压力成形,得到三维编织碳纤维增强铝基复合材料。探究大气和氩气气氛下不同三维纤维架构挤压成型的复合材料的界面特征与结构。通过拉伸试验及扫描电镜检测,对材料性能进行表征。结果表明:紧密编织的三维编织碳纤维较宽松结构的三维编织碳纤维,与铝合金基材的浸润性和相容性更好,铝合金在与三维编织碳纤维复合后拉伸强度与硬度均提升。     

碳涂层对SiC纤维增强钛基复合材料界面显微结构及性能的影响

研究涂碳的SiC(C)/Ti-6Al-4V和无涂碳的SiC/Ti-6Al-4V材料的界面结构以及结合强度。结果表明:碳涂层阻止了径向纤维间的相互作用,该涂层界面反应物只是TiC,这些产物包含邻近碳涂层生成的细小晶粒和邻近金属基体生成的粗大晶粒;在无涂碳界面上,相邻纤维一侧产生的是TiC薄层,毗邻金属基体产生的是TiC和Ti5Si3晶粒组成的厚混合物,晶粒的大小从纤维到基体逐渐增大。涂炭和无涂碳复合材料的界面结合强度分别是(118.2±4.24),(230±6.28)MPa,证明碳涂层在纤维和基体之间提供了一个弱结合界面。涂碳纤维复合材料的界面结合发生在涂碳层和反应层之间,而无涂碳发生在纤维和反应层之间。     

镀铜二硼化钛-碳纤维增强铜-石墨基复合材料的性能研究

研究了在铜-石墨基复合材料中用镀铜TiB2和碳纤维取代一部分石墨后对复合材料密度、电阻率、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:用2%的碳纤维取代部分石墨后,随着镀铜TiB2的含量增加到2%时,其复合材料的密度比原来提高2%,电导率提高31%,硬度提高26%,抗弯强度提高8%。     

钨丝增强锆基非晶合金复合材料动态变形特征研究

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对体积分数为60%和80%的钨丝增强锆基非晶合金复合材料进行了动态压缩实验,采用 X 射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料的原始组织以及动态变形特征和断口形貌。结果表明:在动态压缩载荷作用下,W 丝/Zr 基非晶复合材料没有明显的屈服现象即发生断裂;试样的动态压缩强度随着钨丝体积分数的增加而增加,体现了钨丝增强体对复合材料显著的强化作用;试样发生剪切断裂和纵向劈裂,在变形过程中钨丝发生劈裂并有屈曲失稳和翘起,非晶基体表现为软化后的脉状花样和脊状形貌,钨丝体积分数的不同,复合材料呈现出不同的断口特征。     

氧化铝短纤维增强铝基复合材料回收技术研究

通过对氧化铝短纤维增强铝基复合材料中的基体铝合金进行回收,可降低复合材料的成本,增强资源利用率。试验利用铝合金精炼原理,采用自行研制的复合材料回收剂,开展复合材料废料的回收技术研究试验。试验结果表明,回收剂对复合材料的基体有较高的回收率,回收率达到86.7%。该项技术解决了复合材料的循环利用问题。     

镀铜碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料的制备与性能研究

用粉末冶金法成功地制备了短碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料,对其体积密度、电阻率、硬度、抗弯强度和摩擦磨损性能进行了测试,观察了它们的显微组织、断口和磨面形貌,并与石墨-铜、镀铜石墨-铜基复合材料进行了对比。结果表明,镀铜碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料的各项性能,明显优于石墨-铜、镀铜石墨-铜基复合材料。     

基于碳纤维增强复合材料的柔性蒙皮性能研究

探索波纹式碳纤维增强复合材料作为变体机翼蒙皮的可行性,推导复合材料的密度、各相所占的分数、复合材料中的孔隙含量以及材料拉伸弹性模量的计算公式,研究结构纵向变形能力和横向承载能力。分析实验数据,并根据复合材料理论分析模型,得出试件理论拉伸曲线和三点弯曲载荷下的理论挠曲线,分别与实验数据进行比较。结果表明:复合材料中的孔隙含量小于1%,证明试件的有效性;弹性模量实验值与理论值误差约为5%;该结构有较好的纵向变形能力和横向承载能力,在弹性变形段内,理论曲线与测试曲线基本吻合,误差小于10%,证明波纹式碳纤维增强复合材料作为变体机翼蒙皮可行。     

提高短切碳纤维对陶瓷基复合材料TiC-TiB_2强韧化的研究

对采用SHS/PHIP技术制备的Cf/TiC-TiB2陶瓷基复合材料中存在短切碳纤维损伤严重,补强增韧效果不明显的原因进行分析研究。研究发现:在B4C+3Ti+Cf体系的SHS反应过程中,由于反应温度太高,使短切碳纤维表面的碳原子与钛粉之间发生化学反应,造成短切碳纤维表面的化学损伤,影响短切碳纤维的性能,进而影响其补强增韧的效果。在SHS反应过程中,防止或减少短切碳纤维化学损伤的主要途径就是添加稀释剂来降低反应温度。在B4C+3Ti+xCf TiC+2TiB2+xCf体系中,通过向反应物中添加稀释剂镍可以有效地防止或减少短切碳纤维的化学损伤,改善各相之间的接触状况,提高各相之间的界面强度,提高短切碳纤维补强增韧的效果。