碳/碳针刺预制体的研究进展

碳纤维以高强度、高模量、耐高温、抗摩擦及耐腐蚀等特性在航空航天、国防军工等领域发挥了巨大的作用.预制体结构是碳/碳(C/C)复合材料的增强“骨架”,针刺成型是其关键的制备工艺,对C/C复合材料的力学性能起着至关重要的作用.介绍了国内外预制体针刺成型技术的发展,重点阐述针刺工艺参数对C/C复合材料力学性能的影响,并对C/...     

刚性圆柱上环向缠绕张力的分析与设计

为解决环形缠绕层的剩余缠绕张力的分析和设计问题,根据各向同性材料三维本构关系,考虑环向缠绕张力对已缠绕层张力产生的放松量,研究刚性圆柱上环向缠绕层内张力分布的解析解.建立环向缠绕张力与缠绕后剩余张力分布的关系,以及由给定缠绕张力确定缠绕后剩余张力分布的微分方程.提出了由给定剩余张力分布计算缠绕张力变化规律的计算方法.计...     

碳/碳复合材料预制体单边双针缝合工艺研究及改进

为了解决碳/碳复合材料预制体单边双针缝合过程中,由于钩线针针钩朝向问题出现漏钩、误钩,导致无法继续缝合等问题,针对现有工艺缺陷对单边双针缝合工艺进行了优化改进,改变钩线环钩线方式、钩线针针钩朝向,并增加拨线机构;采用单边双针缝合装置进行工艺改进前后对比实验,验证改进后的缝合工艺可避免漏钩、误钩问题的发生。指出:单边双针缝合技术是对碳/碳复合材料预制体进行加工生产的关键技术,单边双针缝合工艺改进后,可直接采用碳纤维进行缝合,不仅保证缝合连续稳定,也增强了材料性能。     

带织物层叠缠绕玻璃钢管的设计与缠绕成型

采用仿形织造方法织造带织物,并用该带织物层叠缠绕生产玻璃钢管道是一种新方法。在缠绕成型过程中,为了使管道的成型性良好,需要对缠绕角度、经纱长度、织物幅宽等进行设计,同时选择成型效果好的织物组织。试验结果表明:圆直管道预成型织物的缠绕角取决于织物幅宽、缠绕层数和管道直径;织物的经纱长度不等,按照一定的规律随缠绕层数的增加而增加;2/2斜纹组织织物的成型效果较好。     

多向纤维缠绕预制件的纤维取向

以一个缠绕循环为基础,建立了多向纤维缠绕预制件中一个体积微元的纤维取向(包括轴向取向、径向取向、环向取向)的计算模型。重点对工艺参数中缠绕角、纤维截面直径、缠绕初始半径等与环向取向和轴向取向纤维体积含量的关系进行了分析研究,并绘制了其关系曲线图。最后计算了轴向取向和环向取向纤维体积含量相等时缠绕角的值。为多向纤维缠绕预制件的结构设计、工艺设计提供很好的理论基础。     

钢丝绳预制缠绕索具研制

介绍钢丝绳预制缠绕索具强度校核、结构设计、制作工艺和使用情况。对钢丝绳在弯曲状态下使用时强度折减进行计算,校核安全系数,并对钢丝绳预制缠绕索具的使用特点进行论述。结果显示,该索具可满足大模块整体吊装需求,提高大规格钢丝绳索具的整体性能。     

封头与筒体组对工艺的改进

根据压力容器制造工艺流程,结合现场预制的实际情况,针对压力容器筒体与封头组对难点及质量要求,采用从封头入厂验收、筒体板材切割下料精度控制、筒体卷制精度控制,并采用特殊工装夹具等方法,保证封头与筒体组对的错变量在允许范围内,提高组对精度质量。     

高硅氧玻璃纤维对多孔碳基复合材料力学性能的影响

为提高碳基复合材料的力学性能,采用高硅氧玻璃纤维改性酚醛泡沫,通过发泡法制备碳基复合材料前驱体,并对其进行碳化得到多孔碳基复合材料.利用悬臂梁冲击试验机、微机控制电子万能试验机对该多孔碳基复合材料的力学性能进行表征,研究高硅氧玻璃纤维的质量分数、长度及纤维直径对多孔碳基复合材料力学性能的影响.结果表明,纤维直径为6.5μm的玻璃纤维增强效果最明显,且当玻璃纤维质量分数为6%,纤维长度为6mm时,碳基复合材料的力学性能最优,此时复合材料压缩强度为0.36MPa,冲击强度为1.43kJ/m~2,弯曲强度为0.47MPa.     

纤维缠绕工艺在复合材料压力容器上的研究进展

与金属压力容器相比，采用纤维缠绕工艺制备的复合材料压力容器具有很好的减重效果，改变了氢气、天然气等一次性能源储存和运输原则。首先介绍了网格理论提供了纤维缠绕压力容器壳体设计解决方案；其次指出了非测地线缠绕工艺的研究引领了对纤维缠绕线型设计的发展；然后对不同缠绕工艺进行对比分析综述出复合材料压力容器在缠绕层成型工艺、缠绕层质量以及缠绕层检测标准3个方面的研究进展；最后总结了目前纤维缠绕工艺在复合材料压力容器上的发展趋势并进行展望。     

干纱缠绕圆柱壳体端部余弦折回曲线研究

 为使复合材料圆柱壳体预制件适应短周期快速生产、低成本、壳体厚壁成型的要求,基于缠绕区段划分原理推导出端部余弦折回曲线方程,并结合传统纺织理论,推导了余弦折回曲线模型下端部特征参数计算公式。最后基于对余弦折回曲线的分析,利用数值模拟证实余弦折回曲线在干纱缠绕圆柱壳体预成型中有利于高速加工;在缠绕厚度相对不大且需要高速缠绕加工情况下,可采用余弦曲线作为端部区段的折回曲线。     

深冷处理对锡锑/碳纳米纤维的形貌再造及其机制

为改善锡锑/碳纳米纤维性能,利用深冷处理作为热补偿方式对锡锑/碳纳米纤维进行形貌再造。通过调节深冷与炭化处理的顺序,比较处理顺序的不同对该材料的形貌变化影响,并结合对该材料的晶型结构和含碳量的分析探究其形貌再造机制。结果表明：首先对静电纺锡锑/碳纳米纤维前驱体进行炭化得到锡锑/碳纳米纤维再进行深冷处理,其形貌具有皮芯结构;而如先对静电纺锡锑/碳纳米纤维前驱体进行深冷处理再进行炭化得到的锡锑/碳纳米纤维,其锡锑合金在纳米纤维中的分布则表现出更不均匀性;深冷处理后得到的纳米纤维中的碳含量均有增加;结合其晶型结构分析认为,深冷处理对锡锑/碳纳米纤维的形貌再造归因于该处理技术的晶粒细化作用。     

分层接结三维机织预制体增强酚醛树脂基材料的摩擦性能

为克服短切纤维和二维碳布增强预制体结构强度低的缺点,分别设计并制备了浅交弯联和深交联2种分层接结三维机织碳纤维预制体增强酚醛树脂基复合材料,并以相同复合工艺制备了短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料。测试碳纤维/酚醛树脂复合材料的摩擦性能,并通过观察３ 种复合材料的磨损表面和磨屑的微观形貌,探讨了其摩擦机制。结果表明：短切纤维复合材料的摩擦因数和磨损率最高,深交联的摩擦因数和磨损率最低,浅交弯联的居中。分层接结三维机织结构预制体具有优良的力学性能和整体性,会使复合材料在摩擦过程中减少磨屑与磨损,保持稳定的摩擦因数,从而使复合材料具有良好的摩擦性能。     

纤维缠绕复合材料压力容器设计分析

纤维缠绕压力容器由内胆、纤维增强缠绕层和纤维保护缠绕层组成,材料在载荷作用下影响应力等状态.纤维复合材料气瓶中关于结构设计的不确定性往往影响气瓶的性能,可通过模拟软件来仿真其性能,进而确定设计的可靠性与优缺点,模拟软件可以确定某种条件下相关结构的极限应力应变.复合材料气瓶的缠绕层与金属内衬的模拟仿真有助于优化整体结构,通过ABAQUS仿真软件对所设计的纤维气瓶进行仿真,验证其性能,进而优化其设计及技术,是朝着工业和经济解决方案迈出的重要一步.研究目的即对理论初设的复合材料气瓶结构使用有限元分析的方法验证其结构与性能,以满足相应的设计内容与技术要求.     

锡/碳纳米纤维锂电负极材料形貌结构再造及其机制

为改善锡/碳(Sn/C)纳米纤维形貌结构并使其获得优异的锂电性能,采用醋酸锡为前驱体,聚丙烯腈为碳源,通过静电纺丝技术制备了Sn/C前驱体纳米纤维,并通过不同顺序的炭化工艺和深冷处理工艺对Sn/C前驱体纳米纤维进行形貌再造,制备了具有多孔结构与皮芯结构的Sn/C纳米纤维,最后通过形貌表征、比表面积以及晶型结构测试了纳米纤维的结构和性能。结果表明:Sn/C纳米纤维的多孔和特殊形貌的碳包覆结构,有效防止了Sn颗粒的团聚,缓解了充放电时电极材料的体积膨胀,同时减少了容量损失,增强了电极材料的导电性和结构稳定性;经过先深冷处理再炭化处理,具有多孔结构的Sn/C纳米纤维表现出最稳定的电化学性能,循环100圈后的质量比容量保持率高达93.9%。     

纺织行业实践“双碳”目标的路径探析

碳达峰、碳中和目标的提出为我国纺织行业指出了明确的发展方向,低碳、绿色将是行业在今后相当长的一段时期内的根本发展原则之一。纺织行业实践“30·60”双碳目标将是一个全社会、系统性的工程,需要统筹国家和行业、产业园区/产业集群、企业等层面的协同合作,明确各自定位,履行相应职责,充分利用低碳、绿色技术,制定合理可行的保障措施来助力国家“双碳”目标的实现。     

基于碳量子点/羧基化石墨相氮化碳复合材料的电化学发光适体传感器检测牛奶中林可霉素

目的 构建一种高灵敏的核酸电化学发光(electrochemiluminescence,ECL)适体传感器检测牛奶中的林可霉素(lincomycin, LIN)残留。方法 以壳聚糖为交联剂,在玻碳电极(glassy carbon electrode, GCE)表面固定羧基化石墨相氮化碳(carboxylated functionalized graphite-like carbon nitride,C-g-C₃N₄)和碳量子点(carbon quantum dots,CQDs),制得CQDs/C-g-C₃N₄/GCE。电极活化后,将LIN的适配体(Apt-DNA)和二茂铁标记的DNA (Fc-DNA)修饰至电极表面,构建新型的电化学发光适体传感界面。采用循环伏安和交流阻抗对传感器的构建过程及电化学性能进行考察,同时对传感器的电化学发光行为进行分析,并应用于牛奶中LIN的检测。结果 CQDs和C-g-C₃N₄之间能产生强烈的协同效应,复合材料不仅能提供大量的...     

情感化视域下的碳计算器APP游戏化设计

碳足迹计算器APP是低碳环保的有效工具之一，以经典案例蚂蚁森林为切入点，对游戏化、情感化在碳计算器APP设计中的重要性进行探讨，构建有助于增强APP用户黏性的设计方法。     

生物质衍生磁性碳基复合材料的制备及其吸波性能

为响应国家碳中和、碳达峰目标,解决磁性碳基复合材料制备方法繁杂、能耗高、环境不友好等问题,提出生物质衍生法制备碳基吸波材料的新策略.通过选取香菇为原料,铁盐为金属源,经吸附得到铁/香菇前驱体,后经高温煅烧得到Fe/Fe4 N/C复合材料,对材料的相结构、微观形貌、热稳定性、磁特性等理化性质进行表征,分析其吸波性能.研究...     

果糖基碳微球的制备及其吸附性能研究

以果糖为碳前驱体、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物（Pluronic P123）为模板剂,采用软模板水热碳化法制备果糖碳微球。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对其形貌进行表征,探究果糖碳微球最佳制备条件,并对其吸附亚甲基蓝的性能及影响因素进行了研究。结果表明,水热碳化时间为6 h时,果糖碳微球尺寸分布均匀,表面光滑。在最佳吸附条件下,果糖碳微球对亚甲基蓝的吸附量可达91.43 mg/g,经5次吸附循环后其吸附量仍为初始吸附量的76.9%,具有良好的循环使用性能;其吸附过程符合准二级吸附动力学,Langmuir等温吸附模型对其吸附过程的拟合更准确,表明亚甲基蓝以单分子层方式吸附于果糖碳微球表面,亚甲基蓝各分子间无相互作用。     

纤维螺旋缠绕管的缠绕角优化

为提高材料强度的利用效率,实现纤维缠绕管强度比沿壁厚的均匀分布,在内压和轴向力作用下,基于Tsai-Wu 准则,以沿壁厚方向的最小强度比最大化为目标,建立变缠绕角纤维缠绕管的最优化模型。提出将复合形法和梯度法相结合的改进优化算法,通过优化逐层变化的缠绕角使最小强度比最大化,实现强度比沿壁厚更均匀分布。以玻璃纤维管为例,在纯环向应力、环向应力与轴向应力之比为2：1和1：1的3 种工况下,研究不同壁厚条件下最优缠绕角分布及其强度比提升效果和均匀程度。结果表明：优化后结构的材料利用率明显提升,不同工况、壁厚对最优缠绕角的分布规律影响很大;最优缠绕角可以实现沿壁厚等强度。