楞型对瓦楞结构材料瓦楞方向准静态力学性能的影响

目的研究不同楞型瓦楞结构材料在准静态条件下对瓦楞方向相关力学性能的影响。方法通过有限元模拟的方法,在准静态压缩条件下,得到不同楞型的瓦楞结构材料在瓦楞方向上的变形模式、应力-应变曲线等,通过能量效率法对其峰应力、密实化应变、平均抗压强度和单位体积吸收能量等进行对比分析。结果在同一壁厚条件下,A,C,B,E这4种楞型的峰应力、平均抗压强度、单位体积吸收能量依次增大;对于任一楞型来说,峰应力、平均抗压强度、单位体积吸收能量随壁厚的增大而增大,且与其呈线性关系;随着壁厚的增大,A,C,B,E这4种楞型的峰应力、平均抗压强度、单位体积吸收能量的增长幅度依次增大。结论楞型对瓦楞结构材料瓦楞方向的力学性能有显著影响,在其他条件相同的情况下,A,C,B,E这4种楞型的力学性能依次增强。     

多层 U 形A瓦楞结构材料的共面力学性能

目的在不同冲击速度的共面载荷条件下,获取多层U形A瓦楞结构材料动态力学性能参数。方法建立有限元分析模型,并简化能量吸收模型,来评估其能量吸收性能。结果随着冲击速度的不断增大,均匀变形、过渡变形和动态变形等模式随之呈现。结论最佳单位体积的能量吸收主要由动态峰应力决定。在结构参数一定的条件下,共面动态峰应力取决于多层U形A瓦楞结构材料所受到的冲击速度。通过对数值结果的物理分析和讨论,提出了动态峰应力关于冲击速度的经验关系式。     

碳纤维/铝复层材料的组织和力学性能

在1060系铝基体表面镀镍碳纤维作为增强体,进行真空热压扩散制备出碳纤维/铝复层材料。研究了制备工艺参数(加热温度、保温时间、压力大小)和碳纤维体积分数对碳纤维/铝复层材料的微观组织、界面结合、性能强度和断口形貌的影响。结果表明：碳纤维与铝基体界面结合良好,镀镍层与铝基体在碳纤维附近反应生成的Al₃Ni阻止了铝基体与碳纤维之间生成脆性相Al₄C。随着碳纤维体积分数的提高,材料的抗弯强度先提高后降低。     

PVA纳米丝基夹心净化材料的结构与过滤性能

研究了纤维面密度不同的夹心材料对不同浊度的聚苯乙烯(PS)微球悬浮液的过滤效率、压力降的变化情况。研究发现,纤维密度为2.5 g/m2时夹心材料的滤性能相对较好,浊度为80NTU时,QF最大为1.713×10-3。通过扫描电镜(SEM)表征了夹心材料的形貌及不同面密度纤维的孔径大小,平均孔径随着面密度的增加而逐渐减小,且过滤效率随着平均孔径的减小而逐渐增加。夹心材料在循环使用5次后,过滤效率及纤维的保留率都下降。     

热扩散制备高导电性铜/铝双金属复层材料及界面组织性能调控研究

目的 采用热扩散方法制备Cu/Al双金属复层材料,研究热扩散下界面生成的物相种类及工艺参数对界面物相厚度的影响,以期获得兼具力学性能和良好导电性的Cu/Al双金属复层材料.方法 在温度区间为550～570℃、压力为28 MPa和保温扩散时间为20～40 min的工艺条件下,用真空热压烧结炉对1 mm厚的Al箔和7.68...     

蜂窝/E形瓦楞复合纸板的缓冲特性的研究

探讨蜂窝/E形瓦楞复合纸板的G's-T、F-S、σ-ε、C-ε,分析蜂窝/E形瓦楞复合纸板的力学性能.指出蜂窝/E形瓦楞复合纸板做缓冲材料设计的价值,提供未来的实际应用的理论数据.     

用于过滤膜的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料的制备及性能

本工作采用元素粉末反应合成法,利用固相偏扩散的原理进行固相烧结制备Ni-Cr-Fe多孔材料支撑体,再利用人工刷涂的方法将同配比且较细的Ni、Cr、Fe元素粉末悬浮浆料刷涂于多孔支撑体表面,经过真空烧结,制备得到梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料。通过XRD、SEM、能谱等测试手段表征烧结后的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料的物相及孔结构性能。结果表明,同质的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料膜层完整,结合强度较好,以冶金桥接的方式结合。随着膜层厚度的增加,透气度将减小,当过渡层的厚度为80μm,表面膜层厚度为30μm时,最大孔径为6μm,透气度为936 m~3·m~(-2)·h~(-1)·kPa~(-1),透气度下降22. 64%。在膜层等厚且过滤精度达到要求时,二阶梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料透气度的下降率比一阶梯度孔径NiCr-Fe多孔材料透气度的下降率小。过渡膜层起到了非常关键的作用,实现了在较高过滤精度的基础上具有较大的过滤通量。     

瓦楞／蜂窝复合结构纸板强度性能的试验研究

比较分析了瓦楞/蜂窝复合结构纸板的平压强度、边压强度、耐破度、戳穿强度等力学性能.结果表明,这种复合结构纸板的平压强度变化比较复杂,而它的边压强度、耐破度、戳穿强度均大于蜂窝纸板.     

石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺、组织与性能研究进展

石墨烯因独特的二维结构与优异的力学性能成为铝基复合材料的理想增强体。随着铝基复合材料制备技术的日益成熟,石墨烯增强铝基复合材料在结构材料的广泛应用已成为研究的热点。综述了石墨烯增强铝基复合材料制备工艺的最新研究进展,重点讨论了石墨烯有效分散的方法,石墨烯铝基复合材料的组织与界面结构。研究表明,石墨烯能够显著提高复合材料的力学性能,细化基体晶粒。通过合理控制复合材料的制备工艺参数不但能够有效解决石墨烯的团聚问题,而且能避免石墨烯与基体之间界面的不利反应。最后提出了石墨烯增强铝基复合材料研究目前面临的挑战以及解决思路。     

泡沫铝材料制备中孔结构的长大和控制

分析了泡沫铝材料的发泡过程中气泡长大的动力学过程,推导了气泡长大中气泡半径与时间的关系及理论上球形气孔的最大半径,并依据熔体发泡法制备的不同孔径泡沫铝硅材料的实验结果,推导了此材料孔径与发泡过程中所加入增粘剂铝粉体积分数的关系,为泡沫铝材料中孔结构的控制和制备不同孔径的泡沫铝材料提供了理论指导.     

电弧喷涂制备铝基涂层的组织与性能研究

采用铝基粉芯丝材和电弧喷涂技术制备了铝基涂层,并研究了涂层的显微组织和抗氧化、耐腐蚀等性能.铝基原始涂层主要物相有AlFe,AlFe3,Al2O3,AlFe0.25 Ni0.77和AlNi等;经过800℃×1h热处理之后涂层中生成了高铝含量的新相Al3Ni4,Al86Fe14,Al5FeNi,提高了涂层的硬度.铝基涂层的抗氧化、耐腐蚀性能明显地优于相应的铁基涂层;其中Al-Fe-Ni-B铝基涂层抗氧化性能优良,接近于45CT;Al-Ni-Cr铝基涂层的耐腐蚀性能可与45CT相媲美.     

结构因素对多孔材料吸声性能的影响

多孔吸声材料由于具有比重小、取材范围广、加工制造工艺相对简单等优点而在吸声降噪领域显示出了广阔的应用前景.为了更好的研究与设计多孔吸声材料,总结和分析了多孔材料中孔隙率、孔隙形貌、孔径、厚度和空腔等结构因素对材料吸声性能的影响.发现孔隙率和孔径过大或过小均不利于吸声性能的提高,可能存在一最佳值;而厚度和空腔的增加能有效...     

MCM-41与8-羟基喹啉铝复合发光材料的制备与性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂，正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，在有机弱碱和室温条件下制备出高度有序的介孔材料MCM-41。以氯仿、乙醇为混合溶剂，将有机发光小分子8-羟基喹啉铝（Alq3）组装进介孔MCM-41中，得到有机-无机复合发光材料。采用XRD、IR、紫外-可见漫反射、N2吸附-脱附、激发发射等测试方法对产物的结构和性能进行了分析，结果表明，组装体保持了有序的介孔结构，并且主客体之间存在较强的相互作用。     

多孔铝骨架/复合相变材料温控性能研究

相变储能材料(PCM)具有储热密度大、储/放热过程几乎恒温性等优点,是解决电子器件狭小空间下高热流密度问题的理想方案,但相变材料本身的导热系数较低、传热效率差等特性却限制了其应用范围。针对上述难题,以石蜡作为相变材料,通过3D打印制备多孔铝骨架,再采用水浴灌注法将石蜡灌注到多孔铝骨架中,制备出多孔铝骨架/复合相变材料(AS-PCM)。通过实验探究了95%、85%、75%3种孔隙率的温控性能。实验结果表明,添加多孔铝骨架可增强PCM的热传递,从而降低热源温度。在较大的功率下,AS-PCM对传热的改善更为明显。熔化完成前,低孔隙率AS-PCM热沉的底部温度和温度梯度更低,使用多孔铝骨架代替泡沫金属,为提高PCMs的导热性能提供了了新的多孔金属基体。     

Cu含量对铝基结合剂及其金刚石工具性能的影响

以Al-Cu-Mg-Ti-Cr混合金属粉末为结合剂,利用热压烧结法制备金刚石工具,研究了Cu含量对铝基结合剂及其工具性能的影响。结果表明:随着Cu含量增加,结合剂烧结体的抗弯强度和相对密度先增大后减小,而硬度呈现逐渐增大的趋势。Cu粉的加入可以促进Al2CuMg强化相和Al3Ti、Al2Cr弥散相的形成,细化烧结体晶粒,阻碍晶粒位错运动,从而提高烧结体的力学性能。当Cu的质量分数为4.5%时,烧结体的综合力学性能最优,抗弯强度和硬度分别为334 MPa和98HRB,相对密度达到98.94%。此时,铝基结合剂对金刚石的包镶能力较好,金刚石工具试样强度损失率达到最低,为12.8%,磨削比提高9.7%,被磨削工件表面粗糙度达到0.092μm。     

瓦楞型竹束单板复合材料的制备及力学性能表征

探索了一种新型竹质工程构件——瓦楞型竹束单板复合材料(CBLC)的制备工艺,研究了三种典型铺装类型(Ⅰ型:(0°)6;Ⅱ型:(0°/90°)3;Ⅲ型:(90°)6)对其拉伸、双向弯曲、三维压缩性能的影响,同时利用数字散斑相关方法(DSCM)对其弯曲应变场信息进行了表征.结果表明:铺装类型对各项力学性能有明显影响,对于拉伸、纵向弯曲性能,Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型,对于横向弯曲,Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅰ型.不同铺装类型下CBLC的拉伸断裂机制亦各不相同:Ⅰ型为延性断裂,Ⅱ型为逐渐分层断裂,Ⅲ型为脆性断裂.x和y方向应变场集中分布在试样底端最外层瓦楞波形连接处,且Exx＜Eyy.多重比较分析表明:抗压缩性能在三维方向上存在明显差异,且y＞x＞z;铺装类型对CBLC的抗压载荷、抗压强度有很大影响,而抗压模量差异不明显.     

瓦楞型竹束单板复合材料的制备及力学性能表征

探索了一种新型竹质工程构件--瓦楞型竹束单板复合材料(CBLC)的制备工艺, 研究了三种典型铺装类型(Ⅰ型: (0°)₆; Ⅱ型: (0°/90°)₃; Ⅲ型: (90°)₆)对其拉伸、 双向弯曲、 三维压缩性能的影响, 同时利用数字散斑相关方法(DSCM)对其弯曲应变场信息进行了表征。结果表明: 铺装类型对各项力学性能有明显影响, 对于拉伸、 纵向弯曲性能, Ⅰ型> Ⅱ型> Ⅲ型, 对于横向弯曲, Ⅱ型> Ⅲ型> Ⅰ型。不同铺装类型下CBLC的拉伸断裂机制亦各不相同: Ⅰ型为延性断裂, Ⅱ型为逐渐分层断裂, Ⅲ型为脆性断裂。 x和y方向应变场集中分布在试样底端最外层瓦楞波形连接处, 且E_xx< E_yy。多重比较分析表明: 抗压缩性能在三维方向上存在明显差异, 且y>x>z; 铺装类型对CBLC的抗压载荷、 抗压强度有很大影响, 而抗压模量差异不明显。     

FeCrAl纤维多孔材料梯度结构吸声性能的研究

根据前期对单层FeCrAl纤维多孔材料吸声性能的系统研究,对纤维多孔结构进行了优化设计,梯度结构是以孔隙度递减的方式排列而成.分别对单层和梯度结构的吸声性能进行了测试,结果表明,在常温常声压条件下,3层梯度结构低频吸声性能较单层材料有明显提高,而且能够在一个较宽频率范围内的稳态吸声系数平稳延伸,最大值为1;在常温高声强140dB条件下,该结构仍保持较好的稳态吸声性能,在1600～6400Hz宽频范围内的吸声系数均达到0.9以上;在高温常声压条件下,梯度结构的吸声性能受到温度影响有所下降,且吸声系数不随频率的升高而增加,从而在测试频率范围内出现第一峰值频率.虽然梯度结构的高温吸声性能变差,但是较单层材料的吸声性能要好得多.因此,FeCrAl纤维多孔材料梯度结构是一种适用于多种特殊环境的吸声体.     

多种结构聚醚砜纤维过滤膜的制备及过滤性能

高效去除污水中亚微米级污染物颗粒的分离膜是研究学者们一直关注的热点。文中利用静电纺丝技术制备出多种结构聚醚砜(PES)纤维过滤膜,系统研究了PES纤维过滤膜的通量及孔隙率变化规律,并以0.5μm和0.2μm聚苯乙烯(PS)作为亚微米级颗粒模板,研究PES纤维过滤膜的过滤性能。研究结果表明,当纤维直径相近时,串珠结构纤维过滤膜的孔隙率和通量均高于光滑结构,但截留率较低。随着纤维膜厚度的增加,PES纤维膜的孔隙率和通量均减小,截留率增加。通过对比纤维膜对不同尺寸PS颗粒的截留性能,分析其截留机理。最后通过研究纤维膜的抗污性能发现串珠结构的纤维膜有更优异的抗污性能。所制备的PES纤维过滤膜有望在污水净化实际过程中对亚微米颗粒完成高效分离。     

6061铝颗粒层增强7075铝基复合材料的微观结构及阻尼性能

采用热轧法制备出具有颗粒层状结构的6061p/7075铝基复合材料以改善7075铝合金的阻尼性能。通过OM、SEM、EDS和XRD分析6061p/7075层状铝基复合材料的微观组织,分别采用万能力学试验机和动态热机械分析仪分析其力学性能和阻尼行为。研究表明,6061铝颗粒层存在大量的颗粒间界面和微小孔隙,6061铝颗粒层与7075铝基体之间界面结合良好,没有发生界面反应;6061p/7075层状铝基复合材料最大抗拉强度为370.5 MPa,比7075铝基体提高了30%;6061p/7075层状铝基复合材料和基体材料的内耗值分别随着温度和应变量的升高而增大,复合材料的阻尼性能明显优于7075铝基体,在360℃时,复合材料的内耗值高达0.117,比7075铝基体提高了149%;6061p/7075层状铝基复合材料和基体材料的储能模量分别随着温度和应变量的升高而降低,在30℃时,复合材料的储能模量为38601 MPa,比7075铝基体高16%。