直接雾化空调加湿过程的设计与分析——超声波加湿机高压喷雾加湿

本文从研究直接蒸发加湿过程的基本规律出发,分析超声波加湿和高压喷雾加湿的特点,提出了设计造型方法,为空调设计与运行管理提供参考。     

羟基硅油改性酚醛树脂基碳纤维复合材料特性研究

利用FT-IR、SEM、拉伸试验等测试方法分析了羟基硅油改性酚醛树脂基碳纤维复合材料机理，并对羟基硅油改性酚醛树脂基碳纤维复合材料特性进行了研究。实验结果表明：羟基硅油能有效改善界面结合状态，提高酚醛树脂基碳纤维复合材料的拉伸强度，为合理调整原料配比，控制生产工艺参数，获得综合性能优异的复合材料奠定了基础。     

直接雾化空调加湿过程的设计与分析：超声波加湿机高压喷雾加湿

本文从研究直接蒸发加湿过程的基本规律出发，分析超声波加湿和高压喷雾加湿的特点，提出了设计选型方法，为空调设计与运行管理提供参考。     

碳纤维复合材料破坏的超声波检测

本文对碳纤维增强复合材料O°、±45°和0°/90°铺层的无缺口、有直边缺口、有中心圆孔和有中心缺口层板,作了静态拉伸试验研究。采用超声波扫描成象检测方法,检测了碳/环氧复合材料在不同加载区域内的损伤分布及损伤程度,得到了载荷—损伤程度曲线和材料内部缺陷分布的分层图象。结果表明:带有垂直于载荷方向直边缺口的试件在受静态拉伸时,裂缝不是沿缺口长度方向作自相似扩展,而是沿纤维方向的界面扩展,缺口基本上不影响试件无缺口部分的承载能力;对于带中心缺口的试件,首先出现缺口尖端的界面分离;带中心圆孔的试件,损伤从孔周开始,逐渐沿纤维方向扩展。本文还分析了试件的损伤和破坏机理。     

碳纤维蒙皮的超声波检测与成像

通过设计碳纤维复合材料层压板的缺陷模型,利用人射超声波在碳纤维复合材料中产生的反射信息,通过分析反射回波的时间和回波幅频特性,可以得到该材料内部缺陷埋藏深度信息,进行缺陷的无损评估.利用该方法对飞机蒙皮的缺陷进行超声波检测,通过超声波成像可以清晰地再现碳纤维复合材料制备过程中产生的缺陷,为碳纤维复合材料的缺陷超声表征与无损检测提供了有效的检测机制,为判断碳纤维蒙皮是否能够安全使用提供了直接依据.同时,通过对超声波检测成像中缺陷产生的原因进行分析,将对中高速先进无人机的制造工艺改进有着重要意义.     

碳纤维蒙皮的超声波检测与成像EI

通过设计碳纤维复合材料层压板的缺陷模型,利用人射超声波在碳纤维复合材料中产生的反射信息,通过分析反射回波的时间和回波幅频特性,可以得到该材料内部缺陷埋藏深度信息,进行缺陷的无损评估.利用该方法对飞机蒙皮的缺陷进行超声波检测,通过超声波成像可以清晰地再现碳纤维复合材料制备过程中产生的缺陷,为碳纤维复合材料的缺陷超声表征与无损检测提供了有效的检测机制,为判断碳纤维蒙皮是否能够安全使用提供了直接依据.同时,通过对超声波检测成像中缺陷产生的原因进行分析,将对中高速先进无人机的制造工艺改进有着重要意义.     

碳纤维及原丝用油剂研发及应用

介绍了聚丙烯腈基碳纤维及原丝用油剂的种类及其特性,论述了氨基改性硅油等几种碳纤维及原丝用主要油剂的研发进展。简述了国内碳纤维及其原丝用油剂的供需现状。讨论了国内外碳纤维专用油剂的发展趋势。     

超声波雾化反应工艺对纤维表面改性

由超声波雾化设备将药剂通过雾化的手段施加到纤维表面后,在其表层覆盖了一层疏水分子膜。通过烘干加热等一系列的处理,使分子膜牢靠的附着与纤维表面,从而提高纤维的性能或改变纤维的性能。     

超声波在碳纤维水泥基材料制备中的应用研究

为提高碳纤维在水泥基复合材料中的分散性,提出了两种改进的超声波辅助制备工艺——超声波分散纤维和超声波分散纤维加少量硅灰.应用电阻测试法评价了这两种工艺对碳纤维水泥浆的匀化效果,同时研究了超声波处理时间对复合材料匀化效果的影响.研究结果表明:由于超声波空化作用和机械作用可使纤维得到预分散,两种改进的超声波辅助制备工艺都可以提高碳纤维水泥基复合材料的均匀性;而且超声波处理时间越长,匀化效果越好,但达到一定时间后,匀化效果趋于饱和.     

碳纤维/树脂基复合材料薄板的超声波检测

针对碳纤维/树脂基复合材料层压板在航空航天运用中的实际特点,分析了碳纤维/树脂基复合材料层压板的缺陷特征,选择纵波垂直反射法作为检测手段,提出了调整探头晶片后面阻尼块的阻尼系数和在探头前面增加软性透射膜水囊结构等改进超声探头的方法,有效地提高探测信号可识别性和减小探测盲区,有利于用反射信号的相位特征及形状来对缺陷进行定性分析.试验表明,改进后的纵波垂直反射法方便实用,操作性强,能有效地对碳纤维/树脂基复合材料层压板进行缺陷检测.     

碳纤维束疲劳损伤失效试验

为了解碳纤维束的疲劳特性及疲劳加载后剩余强度的变化, 为建立碳纤维复合材料疲劳性能的细观力学分析模型提供必要的基础数据, 研究设计了碳纤维束静载力学性能及疲劳特性试验方案, 并进行了试验。采用最小二乘法拟合得到了单束碳纤维的应力-寿命(S-N)曲线。对经过预疲劳的碳纤维束试验件进行了剩余强度试验, 采用最小二乘法拟合得到了碳纤维束疲劳加载剩余强度模型。试验结果表明: 试验所用碳纤维束的条件疲劳极限为静拉伸强度的80.47%; 碳纤维束经历一定循环次数的拉-拉疲劳可以提高其强度, 其剩余强度随着疲劳加载循环次数的增加先增加后减小。     

不同测试条件对碳纤维复丝部分力学性能的影响

就国内某企业生产的3K普通高强碳纤维,用相同的制样方法制备出碳纤维样品,在同一材料实验机上,用不同的测试条件对碳纤维力学性能进行测试,得出不同测试条件下碳纤维的拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率等主要力学性能表征值。     

锚固形式对碳纤维板强度测试的研究

发挥碳纤维板(碳板)拉伸强度的核心问题是对碳纤维板的有效锚固。该文针对碳板测试过程中存在锚具易滑脱而导致碳板测试强度低的问题,开发一种基于角度差异理论的楔形锚具,该锚具不仅能解决常规厚度(1.4 mm和2.0 mm)碳板的锚固问题,还能克服在使用加强片锚固3.0 mm厚度碳板时出现的锚具脱落的问题。从受力分析的角度解释加强片和楔形锚具的锚固基理。该楔形锚具锚固的碳板抗拉强度高达2900 MPa,远超国标GB50728-2011中对高强I级碳板的性能(2400 MPa)要求。通过这种设计,为碳纤维板的性能测试和锚具开发提供新的思路。     

碳纤维复合材料孔隙率超声衰减测试研究

探讨和分析了碳纤维复合材料孔隙率检测的各种方法以及理论方面的研究,指出材料内部孔隙形状与孔隙含量存在着相关性,孔隙含量超声衰减测量应考虑孔隙形貌因素,超声波频率因素对超声衰减孔隙含量测量存在着影响,不同频率超声波影响着超声衰减孔隙含量计算公式的具体形式,复合材料孔隙率检测的难点在于破坏性实验及孔隙特性不能与实测中超声信号充分点点对应,不能有效充分考虑孔隙特性,提出了一种基于孔隙特征的多分段拟合孔隙率超声衰减测试方法,并以一简单例子对多分段拟合结果进行了分析.     

纳米碳纤维增强混凝土抗冻性能试验

对六种不同纳米碳纤维掺量的72个纳米碳纤维/混凝土试件进行了慢冻融循环试验,通过测量纳米碳纤维/混凝土经不同冻融循环次数作用后的抗剥落能力、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度损失率,研究了纳米碳纤维掺量对纳米碳纤维/混凝土抗冻性能的影响。另外进行了纳米碳纤维/混凝土的FE-SEM试验和压汞试验,分析了纳米碳纤维对纳米碳纤维/混凝土抗冻性能的微观改性机制。结果表明:纳米碳纤维通过改善混凝土的微观形貌,细化其孔隙结构,提高其整体性和密实度,显著改善了混凝土的抗冻性能;纳米碳纤维掺量为3vol%时,纳米碳纤维/混凝土的抗冻性能最佳。同普通混凝土相比,300次冻融循环后,纳米碳纤维/混凝土的相对动弹性模量提高了33.2%,抗剥落能力显著增强;相同冻融次数下,随着纳米碳纤维掺量的增加,纳米碳纤维/混凝土相对动弹性模量和抗压强度损失率均先增大后减小,质量损失率先减小后增大。但纳米碳纤维掺量最大为5vol%时,纳米碳纤维/混凝土的抗冻性能仍优于普通混凝土;冻融循环次数越多,纳米碳纤维对混凝土抗冻性能的改善作用越显著。      

碳纤维复合材料超声振动辅助RTM工艺的浸润特性

研究了织物类型、纤维体积分数和超声振动对树脂在碳纤维织物中流动特性的影响规律,设计了超声振动辅助RTM工艺过程中单向渗透率测量装置,开展了16组渗透率测试实验,并结合COMSOL软件仿真分析了织物中的树脂流动特性。研究表明,在相同纤维体积分数水平下,斜纹编织物的纤维束间隙通道比平纹织物的更宽,2/2斜纹编织织物渗透率比平纹织物提高了约21.5%。纤维体积分数与织物渗透率呈负相关,其函数关系与半经验公式Kozeny-Carman(KC)方程吻合较好。树脂流动过程中加入超声振动,其超声空化效应、加速度效应和微射流效应作用于纤维丝束表面,提高了织物渗透率约58.2%。有限元仿真模拟了椭圆形和近矩形纤维束截面设计的织物模型的流动过程,结果发现近矩形纤维束截面高流速区域范围更广,流体向纤维布夹层浸渍的速度分量更大。超声作用于织物纤维可能带动纤维丝束蠕动,使纤维束截面趋于近矩形状,从而提高了树脂对纤维织物的浸润性。上述研究结果对优化碳纤维复合材料成型工艺和成型性能具有一定的指导意义。      

超声处理对碳纤维/聚芳基乙炔复合材料力学性能与烧蚀性能的影响

通过将超声直接作用于聚芳基乙炔树脂(PAA)的方法,研究了超声处理对PAA树脂本体的影响,并把超声处理应用于RTM成型工艺中,研究了超声处理对平板CF/PAA复合材料力学性能与烧蚀性能的影响.结果表明:经过最佳处理时间60s左右的超声处理,碳纤维/聚芳基乙炔树脂复合材料的力学性能以及耐烧蚀性能均有所提高.复合材料综合性能的提高主要是由于超声处理后树脂与纤维之间的浸润性提高,纤维与树脂之间的界面粘结性能得到改善.     

中孔活性碳纤维的制备及性能研究

活性碳纤维作为一种性能优良的吸附材料，在环境保护方面有着极其重要的应用，但传统的活性碳纤维都是微孔型的，这就造成了活性碳纤维在应用上的局限，利用自己开发的一种超细固体颗粒加入到纺丝溶液中，然后合理控制碳化、活化温度成功开发出了平均孔径在4．2nm的中孔型的活性碳纤维，其中大于2nm的孔占50％以上，并用VB12对其吸附性能进行了测试，结果表明该活性碳纤维的吸附能力达到1325．35mg／g，用美国麦克公司产ASAP2000型自动吸附仪对比表面积进行了表征，比表面积达到1635．24m^2／g。     

木棉基活性碳纤维的制备研究

用不同预氧化条件与不同活化温度制得新型木棉基活性碳纤维(ACF).应用N2吸附-脱附等温曲线对其表面孔结构进行表征.采用热重分析研究木棉纤维的活化过程和预氧化对于活化过程的影响.结果表明,制备木棉基ACF的最佳工艺条件是先在(NH4)2HPO4中进行浸渍,然后在空气中氧化,最后在650℃下活化.无论是否进行预氧化,该类活性碳纤维的平均孔径均约为2nm;预氧化处理会改变材料的比表面积,最佳条件下得到的纤维具有最大的比表面积(1518m2·g-1);热失重分析表明,预氧化使得(ACF)的热稳定性提高.     

提高碳纤维增强树脂基复合材料弹性常数超声表征精度的方法

为提高碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP）单向板弹性常数的超声表征精度,基于超声液浸背反射法开展了实验测量和数值模拟。首先,搭建了角度旋转测试装置,并结合信号互相关处理技术实现了不同方向上的延时测量和声速计算;然后,通过模拟退火优化算法反演声速数据,得到了5个独立弹性常数;最后,利用理论计算和CIVA软件模拟仿真对实验测量结果进行了验证。结果表明:1-3平面内准纵波和准横波声速随入射角度而变化,与1-2平面内的表现出明显差异,由此显示材料为横观各向同性的;独立弹性常数分别为12.88、6.39、126.83、4.85、2.97 GPa;理论计算、CIVA软件模拟仿真及实验测量结果的声速偏差小于6.4 m/s,实验数据波动范围小于0.33%,对应的弹性常数误差均小于0.47%。相关方法同样适用于其他正交各向异性介质的弹性常数测试。