原位混杂增强塑性复合材料

提出原位混杂复合材料的结构模型,以聚醚醚酮（PEEK）及聚碳酸酯（PC）为基体进行原位混杂复合,对所得的热致液晶聚合物（TLCP）微纤与宏观纤维混杂增强的TLCP／碳纤维（CF）／PEEK和TLCP／玻璃纤维（GF）／PC原位混杂复合材料的的加工流变学,几何学与力学特性进行了研究。     

三维编织CF/KF混杂复合材料力学性能研究

考察了三维编织碳纤维/芳纶纤维混杂增强铸型尼龙(简称HF/MCPA)复合材料的力学性能,着重分析了复合材料的冲击、剪切和弯曲性能。试验结果表明:碳纤维和芳纶纤维混杂复合材料不仅有较好的弯曲强度、剪切强度,同时冲击强度也很好。随着碳纤维体积分数的增加,混杂复合材料的冲击强度降低;横向剪切强度先增大后降低;纵向剪切强度逐渐增大,出现最大值;弯曲强度和模量随之提高,达到最大值后开始下降,最大值时CF∶KF为3∶2。     

混杂纤维增强水泥基复合材料的力学性能

研究了化学改性聚丙烯（PP）纤维以及掺加聚丙烯纤维和芳纶纤维混杂比例和混杂效应对水泥基复合材料力学性能的影响,并构建了纤维增强水泥砂浆界面层的物理模型,描述了纤维对水泥砂浆的增强机制。实验表明,聚丙烯纤维经改性后使水泥砂浆前期抗折强度明显提高,聚丙烯纤维和芳纶纤维的混杂使水泥砂浆的后期抗折强度显著提高。改性聚丙烯纤维掺加体积分数为0.56%,芳纶纤维的体积分数为0.24%时,混杂纤维增强水泥砂浆试样较空白试样,3天、28天抗折强度分别提高了18.48%、31.17%,3天、28天抗压强度分别提高了7.16%、5.19%。     

原位自生Ti-B-Si-C系复合材料的制备和性能

以Ti粉、B4C粉和SiC粉为原料,用真空热压烧结工艺制备了原位自生颗粒增强的Ti-B-Si-C系钛基复合材料,研究了复合材料的显微组织和力学性能。结果表明,使用的初始粉末不同,原位自生颗粒的组成不同,复合材料的性能也有明显的差别。     

混杂纤维复合材料的静态力学性能(Ⅰ)

本文对混杂纤维复合材料领域的研究工作进行了评述,着重介绍了连续纤维混杂复合材料的基本静态力学性能:拉伸和压缩性能及其评估模式.     

混杂纤维复合材料的静态力学性能(Ⅱ)

本文对混杂纤维复合材料领域的研究工作进行了评述，第一部分发已经介绍了拉伸和弯曲性能，这里着重阐述连续纤维混杂复合材料的弯曲和剪切性能及其评估模式。     

混杂纤维复合材料的静态力学性能（II）

本文对混杂纤维复合材料领域的研究工作进行了评述，第一部分发已经介绍了拉伸和弯曲性能，这里着重阐述连续纤维混杂复合材料的弯曲和剪切性能及其评估模式。     

不同碳化硅和球形石墨含量对混杂增强铝基复合材料力学性能的影响

目的 研究不同增强相配比对SiCp与球形石墨颗粒混杂增强铝基复合材料力学性能的影响.方法 以6092铝合金为基体,采用粉末冶金法制备了球形石墨颗粒(Gr)、SiCp单相增强以及SiCp和Gr混杂增强的铝基复合材料,通过挤压塑性变形与T6强化热处理进一步改善材料的力学性能.结果 所制备的复合材料无孔洞等缺陷,致密度达99...     

SiC 和Gr 颗粒混杂增强Al 基复合材料的摩擦磨损特性的研究

比较了SiC 和Gr 颗粒混杂增强Al 基复合材料的干摩擦磨损行为, 并与单一SiC_P 和单一G_rP 增强Al 基复合材料的相应行为进行了比较。结果表明, 在低载荷(< 30 N ) 时, SiC_P 和G_rP 能协调作用, 使混杂复合材料的摩擦系数和磨损率均比单一SiC_P 和G_rP 增强复合材料低。在较高载荷(30～ 120 N ) 时, 混杂复合材料磨损以剥层磨损机制为主, 摩擦系数比单一SiC_P 增强复合材料低, 磨损率比单一G_rP 增强复合材料低得多, 比单一SiC_P 增强复合材料高。混杂复合材料对偶件的磨损比单一SiC_P 增强复合材料低得多。      

原位混杂增强热塑性复合材料

提出原位混杂复合材料的结构模型,以聚醚醚酮(PEEK)及聚碳酸酯(PC)为基体进行原位混杂复合.对所得的热致液晶聚合物(TLCP)微纤与宏观纤维混杂增强的TLCP/碳纤维(CF)/PEEK和TLCP/玻璃纤维(GF)/PC原位混杂复合材料的加工流变学、几何学与力学特性进行了研究.     

真空热压原位Al3Ti增强MgAl基复合材料合成机制

采用真空热压原位合成法制备Al₃Ti增强Mg-Al基复合材料。研究了烧结工艺对复合材料显微结构的影响。探讨了Al₃Ti的原位合成机制, 提出了Ti和Al的微观反应模型。采用XRD、 SEM等方法分析了复合材料的相组成及微观结构。结果表明, Mg-Al基复合材料组织致密, 原位合成增强相Al₃Ti颗粒在基体中均匀分布, 尺寸为0.5~2.0 μm, 与基体界面紧密结合, 同时存在少量残余的Ti和中间相Al-Ti。     

三维编织复合材料弹性性能数值预测及细观应力分析

基于考虑纤维束面接触的细观结构模型, 引入周期性位移边界条件, 采用细观有限元方法建立了材料的弹性性能预报模型。模型数值结果与试件实测数据吻合较好, 证明了该模型的合理有效性。经详细分析单胞在典型工况载荷作用下的细观应力分布及变形, 表明模型体现了周期性相邻单胞表面力和位移的连续性, 能获得单胞更为合理的细观应力应变场。      

三向正交碳纤维增强纳米碳化硅生物复合材料的制备和力学性能

碳纤维增强的纳米碳化硅陶瓷基复合材料力学性能优良,且具有一定的生物相容性,因此可作为一种新型的可取代钛合金的全尺寸整体人工骨骼。研究了具有三向正交结构的T300和M30碳纤维预制体对C/SiC复合材料制备过程和抗弯强度的影响规律。以聚碳硅烷为先驱体,以二乙烯基苯为溶剂和交连剂,采用聚合物浸渍热解法制备了C/SiC复合材料,采用阿基米德排水法测量其密度和气孔率,采用三点抗弯法测量其抗弯强度。M30 C/SiC抗弯强度比T300 C/SiC高6.7％,表明碳纤维弹性模量对复合材料基体开裂强度有显著影响,并通过增加纤维径向强度以及承担载荷的比例提高了复合材料的断裂强度。      

原位合成Al3Ti增强轻金属基复合材料的研究现状

综述了原位合成Al3Ti/Al和Al3Ti/Mg基复合材料的研究现状。重点介绍了原位合成Al3Ti的反应体系、复合材料的制备方法及微观组织特点,指出了原位合成Al3Ti/Al和Al3Ti/Mg基复合材料在目前研究中所存在的主要问题及今后的研究方向。     

纳米粒子在SiC/PTFE复合材料中分散三维仿真与分形表征

为了从理论上探讨纳米粒子在基体材料中的分布规律, 以纳米SiC质量分数为3%、 5%、 7%、 9%的SiC/PTFE(聚四氟乙烯)复合材料为例, 根据纳米SiC的半径(25 nm)、 密度(3.2 g/cm³)、 质量分数和基体材料的密度(2.2 g/cm³), 以10^-12 g为质量单位、 25 nm:1像素为比例尺, 建立了纳米粒子在基体中均匀／偏聚分布的三维仿真模型, 基于其盒维数定量表征了不同团聚／偏聚程度的纳米粒子的分散度, 并进行了力学实验验证。结果表明: 均匀分布下随着纳米SiC粒子半径的不断增加, 或体积分数的不断减小, 其盒维数也逐渐减小; 当SiC粒子半径超过100 nm时, 不再具有分形特性。偏聚分布下随着纳米SiC粒子(半径为50 nm)间距的不断加大, 或体积分数的不断减小, 或层状、 线状、 团状分布的依次改变, 其盒维数也逐渐减小; 相同体积分数下偏聚分布的盒维数低于均匀分布; 当粒子间距超过450 nm时, 不再具有分形特性。均匀分布下纳米SiC/PTFE复合材料的力学性能测试结果与其三维仿真模型的盒维数线性相关(|R|>0.9)。盒维数可定量表征纳米粒子的分散度, 并可用于预测纳米复合材料的宏观性能。     

三维编织复合材料预制体孔隙的几何仿真

根据四步编织法的纱线运动规律及实验观察,结合纱线截面的挤压变形,提出了用数值元分离连续纱线确定其空间形态的方法.借助VC 及SolidWorks软件的参数化图形建模特点,建立了能模拟各种编织参数预制体孔隙实体,计算孔隙体积及其表面积的软件系统.对编织角为25°和35°,主体纱数为2×4和3×3,纤维体积分数为30%和40%的预制体孔隙进行了模拟和计算.结果表明,在其它参数不变的情况下,随着编织角或纤维体积分数的增大,纱线间孔隙的总体积和表面积减小,单位体积表面积增加;预制体孔隙模拟值与体积理论值的相对误差低于5%.孔隙模拟实体清晰地反映了一个组织循环内孔隙的分布和形状随参数变化而改变的形貌.     

Microstructure and property characterization of Al-based composites reinforced with CuZrAl particles fabricated by mechanical alloying and spark plasma sintering

In the present work, CuZrAl metallic glass particles were synthesized by mechanical alloying method. High relative density Al-based composites (ABCs) reinforced with different volume fraction of CuZrAl particles have been fabricated by spark plasma sintering (SPS) technique. The microstructures, mechanical properties and corrosion resistance in seawater solution of the ABCs were investigated. The sintered products are all composed of fcc-Al, Al₃Zr and CuAl₂ phases. For CuZrAl addition, bright and network precipitates are clearly observed in the Al matrix. On account of the interdiffusion of Al and Cu atoms between matrix and reinforcement, the ABCs present the good interfacial bonding. Compared with SPS-ed pure Al bulk, ABCs possess the excellent mechanical properties. It is mainly ascribed to the second phase strengthening, continuously distributed precipitates, high relative density or bonding interface, and grain refinement strengthening. Thereinto, combined with a degree of plastic strain, the composite with 20?vol% CuZrAl reinforcement reveals the best micro-hardness (290?HV), and the highest yield strength and fracture strength of 408 and 459?MPa, respectively. Moreover, the ABCs bear the better pitting resistance with wide passive region in seawater solution.     

增强颗粒含量和尺寸对SiCp/Fe复合材料性能的影响

利用电流直加热动态热压烧结工艺,分别制备了增强颗粒体积含量从5%到15%,尺寸从3 μm到45 μm的SiCp/Fe复合材料,研究了粒子含量与尺寸对复合材料硬度、强度、延伸率和耐磨性能的影响.研究表明:增强颗粒的体积含量从5%提高到10%,可以明显提高材料的性能;随着增强颗粒含量进一步提高,颗粒团聚将导致材料性能降低;...     

三维连体织物格栅夹芯材料力学特性实验研究

以三维连体织物格栅夹芯材料为研究对象, 研究其在平压、 剪切载荷作用下的力学特性与破坏模式, 并考察格栅分布密度、 厚度和泡沫填充等对力学性能的影响, 揭示纤维芯柱间的协同作用。结果表明: 三维连体织物格栅复合材料及其夹芯材料平压及剪切性能随芯柱纬向间距的增大而减小; 三维连体织物格栅夹芯材料芯柱之间的协同作用随着芯柱纬向间距的增大而逐渐增大; 大厚度三维连体织物格栅复合材料平压破坏模式主要为芯柱失稳, 最终芯柱断裂破坏, 剪切破坏模式为芯柱受剪根部断裂。     

三维缝合复合材料研究进展

三维缝合复合材料是指使用缝合的方式在厚度方向上将织物连接成三维结构,再通过树脂传递模塑等工艺浸渍固化缝合后得到的三维织物。介绍了宏细观角度下三维缝合复合材料的拉伸、弯曲、层间剪切及冲击后压缩等力学性能的主要研究成果,并对其湿热、机械连接性能进行探讨,总结了三维缝合复合材料目前的应用现状,对三维缝合复合材料的发展研究方向进行了展望。