溶剂对碳纳米管/环氧树脂复合材料力热性能的影响

制备了碳纳米管／环氧树脂复合材料，分析了分散碳纳米管的溶剂对复合材料热学，力学行为的影响。溶剂效应由大到小依次为DMF，乙醇和丙酮，与三种溶剂的沸点顺序一致。溶剂效应被认为是未挥发完全的残留溶剂对环氧树脂固化反应的影响，从而导致了固化机理的不同。FTIR通过对比不同溶剂分散的复合材料的分子结构，证明了溶剂效应与复合材料中未反应完的环氧树脂及固化反应的完全程度有关，因而导致了不同的热、力学行为。     

碳纳米管表面镀覆对碳纳米管-银复合材料性能的影响

研究了碳纳米管的表面镀覆处理对复合材料性能的影响，结果表明，碳纳米管经过化学镀银处理后用于制造复合材料，可以改善碳纳米管在金属基体中的分散性，提高复合材料的界面结合力，提高复合材料的硬度、导电性、抗弯强度。断口分析表明，碳纳米管未进行化学镀时，由于碳纳米管-银的弱界面结合，使碳纳米管拔出长度较长，在碳纳米管经化学镀后，由于改善了碳纳米管-银的界面结合状态，使碳纳米管拔出长度较短。     

用于X射线防护的天然橡胶/钨复合材料的制备及性能

以天然橡胶及微米/亚微米级钨粉为原料制备了用于X射线防护的天然橡胶/钨复合材料,并对复合材料的微观形貌、硫化性能、静态力学性能、动态力学性能及X射线防护性能进行了研究。结果表明:钨粉可均匀地分散于橡胶基体中,并影响复合材料的硫化过程;在挤出过程中,挤出料温度不宜高于115℃,硫化温度控制在145℃可兼顾材料的硫化速度并避免硫化返原;亚微米级的钨粉颗粒表现出了明显的补强作用,使材料能够承受更大的破坏应力及破坏形变;钨粉粒径及填充量的改变并未影响天然橡胶/钨复合材料的玻璃化转变温度;较细的粉体粒径及较高的填充量有利于延长X射线在天然橡胶/钨复合材料中的反射路径及穿透距离,从而提高复合材料的X射线防护性能。     

碳纳米管直径对丁腈橡胶复合材料性能影响的分子模拟

利用分子动力学模拟研究碳纳米管(CNTs)直径改变时对丁腈橡胶(NBR)基体力学及摩擦学性能的影响。采用恒应变法考察不同复合材料模型的力学性能,结果表明复合材料力学性能随着NBR基体中CNTs直径增大呈现先增加后减小的趋势。剪切模拟结果表明,剪切后复合材料基体中分子链发生了不同程度的断裂,出现了聚合物分子链向摩擦界面聚集的现象,其中较大直径CNTs增强NBR复合材料中分子链相对完整连续,摩擦学性能改善效果更好。较大直径CNTs对NBR基体具有显著的增强效果,限制了NBR分子链的活动能力,更多的分子链聚集在CNTs周围,复合材料体系致密性及稳定性提高,从而改善了CNTs/NBR复合材料力学及摩擦学性能。其中直径(6,6)CNTs增强NBR复合材料具有更高的剪切模量,力学性能优异,表现出了更好的摩擦磨损性能。     

碳纳米管/聚乳酸复合材料的制备与性能

用熔融共混的方法制备了碳纳米管(CNTs)/聚乳酸(PLA)复合材料,观察了其球晶形貌和断面形貌,并研究了不同配比的CNTs/PLA复合材料的结晶性能和水解性能。结果表明:CNTs可以作为异相成核剂提高PLA的结晶速率和结晶度,CNTs质量分数为1%时,复合材料的结晶度达到44.9%,CNTs能够在基体中均匀分散;CNTs质量分数小于1%时,断面呈中间层破形貌;随CNTs含量增多,复合材料的球晶直径变大;CNTs能降低PLA的水解速率。     

高速剪切对碳纳米管/环氧树脂复合材料导电性能的影响

为提高碳纳米管在复合材料中的分散性,利用高速剪切分散工艺将碳纳米管分散于环氧树脂基体中制备碳纳米管/环氧树脂复合材料,研究了剪切时间和碳纳米管加入量对复合材料导电性能的影响.结果表明:剪切速率一定时,复合材料表面电阻率随剪切时间的增加而降低,但当剪切时间超过10min,对导电性能的影响不再明显;随着碳纳米管加入量的增加,复合材料导电性能提高,当碳纳米管的质量分数高于10%时,导电性能的变化趋于平缓.     

碳纳米管增强铜基复合材料的研究进展

综述了碳纳米管增强铜基复合材料的预处理和制备方法,探讨了复合材料的组织、力学性能与摩擦学性能、电学性能和热学性能;最后指出了碳纳米管增强铜基复合材料今后的研究方向。     

碳纳米管/ZM5复合材料的高温拉伸性能与显微组织

在氩气保护下,采用搅拌铸造法制备了碳纳米管(CNTs)/ZM5镁合金复合材料;测试了铸态下其高温拉伸性能,并对其显微组织和断口形貌进行了分析.结果表明:该复合材料具有良好的高温拉伸性能,在拉伸速率为1mm·min-1以及温度为473K时其抗拉强度可达117.65MPa,比基体提高了20%;当CNTs加入量为0.5%时,其最大伸长率达到8.32%,比基体提高了21.62%;在高温下该复合材料的断裂形貌主要由韧窝和撕裂棱所组成.     

聚氨酯/碳纳米管复合材料的摩擦性能

采用溶液共混法制备聚氨酯/碳纳米管复合材料,探讨碳纳米管含量和超声分散时间对聚氨酯/碳纳米管复合材料摩擦性能的影响。结果表明:随着碳纳米管含量的增加,聚氨酯/碳纳米管复合材料的摩擦因数逐渐降低,随着载荷的增大,摩擦因数有所减小;超声分散时间对聚氨酯/碳纳米管复合材料摩擦性能影响不大;碳纳米管具有较好的润滑性质,可以降低聚氨酯/碳纳米管复合材料的摩擦因数,改善聚氨酯的摩擦性能。     

复合材料铺层角度对蜂窝板动态性能的影响

为了提高卫星探测器蜂窝板的动态性能,将蜂窝板中的蒙皮和支撑结构采用复合材料设计。对蒙皮和支撑结构设计了六种复合材料铺层方案,并与常用的铝材结构进行分析对比,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS,通过对复合材料件及蜂窝板整体结构的动态性能分析,研究铺层角度对蒙皮、支撑结构及整体蜂窝板刚度的影响,确定了最佳方案,满足航天飞行器基频设计要求。研究工作为蜂窝板的结构优化设计提供了理论依据,对同类航空结构的设计也有很好的借鉴作用。     

碳纳米管对丁苯橡胶摩擦学性能的影响研究

碳纳米管作为填料,可以有效提高橡胶材料的摩擦学性能.采用分子动力学模拟方法研究碳纳米管对丁苯橡胶摩擦学性能的影响.在研究中,建立纯丁苯橡胶和碳纳米管丁苯橡胶两个无定型模型,优化橡胶分子内部构象.为分析摩擦学性能,建立铁原子层对摩副摩擦模型,对铁原子层施加一定的速度实现滑动摩擦.研究结果显示,纯丁苯橡胶的摩擦因数为0.7...     

制造缺陷对复合材料性能的影响研究

复合材料在制造过程中不可避免地会出现胶接分层、制孔分层等制造缺陷,分层损伤作为复合材料重要的损伤形式,严重影响了复合材料力学性能特性。本文对含预制缺陷复合材料开展了多种力学性能试验研究,通过与完好复合材料进行对比分析,建立了制造缺陷对复合材料性能的影响规律,可为复合材料结构设计提供支撑。     

基于碳纳米管的偶氮纳米复合材料的制备及光电导性能研究

通过改进的液相直接沉淀法制备了2,5-双(1'-偶氮基-2'-羟基-3'-萘甲酰基-邻-氯苯胺)噁唑(AZO)的纳米微粒,并将AZO纳米级颗粒固定在多壁碳纳米管上(MWCNT-AZO).利用透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和紫外-可见光吸收光谱表征了AZO纳米级颗粒和MWCNT-AZO纳米复合体系的结构.以AZO纳米微粒或MWCNT-AZO纳米复合材料作为载流子发生材料,制备单层光电导体,采用光致电压衰减法研究光电导体性能.结果表明,由于纳米尺寸效应,AZO纳米微粒的光电导性能要比本体AZO颗粒好的多.同时发现,相对于本体AZO和MWCNT/本体AZO复合材料,MWCNT-AZO纳米复合材料表现出更佳的光电导性能和更宽的光谱响应范围,这是MWCNT-AZO纳米复合材料的纳米尺寸效应以及AZO纳米微粒向MWCNT的电荷转移引起的.     

碳纳米管增强铝基复合材料的研究进展

介绍了碳纳米管增强铝基复合材料的研究现状,通过对比不同制备工艺以及碳纳米管增强铝基复合材料的抗拉强度、硬度、伸长率等力学性能,总结了粉末冶金法、高能球磨法、热喷涂法以及其它新技术的优缺点,同时阐述了复合材料制备过程中存在的问题及解决方法;此外还介绍了碳纳米管的强化机制;最后讨论了碳纳米管增强铝基复合材料未来的发展方向和研究重点。     

表面生长碳纳米管对C/C复合材料钎焊接头的影响

采用等离子增强化学气相沉积(Plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)方法在C/C复合材料表面制备碳纳米管,探究了催化剂溶液浓度、碳纳米管生长温度、生长时间、气体压强、气体流量等工艺参数对碳纳米管生长的影响。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术对制备的碳纳米管进行表征,最佳工艺参数下所生长的碳纳米管为多壁碳纳米管,碳纳米管壁的层数约15层,碳纳米管直径和长度分别为约18.9 nm和约2.5μm。将C/C复合材料与Nb和Ti600两种金属进行钎焊连接,对有无碳纳米管的钎焊接头进行分析,发现表面生长碳纳米管有利于提高钎料润湿性,钎焊接头强度也有所提高。     

减速机及螺栓刚度对机械臂动态性能的影响

串联型6自由度机械臂末端刚度比较差,在高速运动过程中会出现严重的抖动问题,尤其是在起停阶段该问题更加突出。设计阶段为了避免机械臂出现抖动问题,需要对机械臂的动态性能进行准确地计算和优化。文中将减速机的扭转刚度和螺栓刚度加入到仿真分析中,采用Hyperworks软件建立5个仿真模型,用有限元软件ABAQUS对仿真模型进行求解,获取机械臂的前4阶固有频率和振型。通过振动测试获取机械臂整机的前4阶固有频率和仿真分析结果进行对比,找出准确计算机械臂动态性能的有效方法,并以此仿真方法找出结构刚度的薄弱环节,完成机械臂的结构优化及减速机的选型工作,缩短研发周期,降低设计开发成本。     

碳纳米管/丁腈橡胶复合材料力学及摩擦性能的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,从分子水平研究碳纳米管(CNTs)增强丁腈橡胶(NBR)复合材料的力学性能及摩擦学性能。运用恒应变法计算材料的力学性能,分别建立纯NBR和CNTs/NBR复合材料的3层模型,并对顶层和底层的铁摩擦副施加剪切载荷,研究材料的摩擦学性能。研究结果表明：在摩擦过程中,由于CNTs表面存在很强的吸附力,抑制了NBR分子链的迁移率,使得CNTs和聚合物分子链间的相互作用增强;CNTs/NBR复合材料具有更高的致密性以及更强的结构,从而表现出了比纯NBR更加优异的力学和摩擦学性能。     

地铁车辆一系钢弹簧中高频 动态特性分析

现场测试发现地铁车辆一系钢弹簧断裂失效与其运营中表现出的中高频动态特性有关。为研究地铁车辆一系钢弹簧的动态特性,对线路运行的车辆零部件进行动态行为测试,发现一系钢弹簧在中高频段的动态响应异常明显。通过建立一系内外圈钢弹簧的有限元模型,计算分析了钢弹簧在中高频段的固有模态特性、动刚度特性、弹簧动态应力分布特征和橡胶垫刚度对弹簧应力的影响。结果表明:安装状态下内外圈钢弹簧的一阶模态频率分别为58 Hz、52 Hz,其与调查线路钢轨主波长波磨的通过频率相近。在1～1000 Hz位移激励下,一系钢弹簧刚度大小存在频变特性,在钢弹簧固有频率附近发生突变。60 Hz位移激励条件下,钢弹簧出现共振现象时,动态响应最为明显;其动剪应力呈波浪形分布,内簧1.3圈内表面、外簧1.5圈内表面附近的动剪应力最大。钢弹簧动剪应力与橡胶垫刚度正相关,减小弹簧橡胶垫的刚度可降低弹簧动剪应力水平。     

液压分流阀的静动态性能研究

通过建立起液压分流阀的数学模型,从理论和实验两方面对其静态性能进行了研究,对影响同步误差的主要因素进行了探讨,并对其动态性能进行了仿真计算。     

多壁碳纳米管/聚吡咯导电复合材料的制备及性能

以羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)和吡咯单体为反应物,通过原位聚合方法成功制备了MWCNTs/聚吡咯(PPy)导电复合材料;通过傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、热重分析仪及四探针电导仪对复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明:羧基化MWCNTs高的长径比和大的比表面积使得复合材料比纯PPy的电导率和热稳定性能有显著提高;随着MWCNTs含量增加,复合材料的电导率和热稳定型均明显提高;当MWCNTs质量分数为20%时,复合材料的电导率达到11.1S·cm-1。