外贴Fe3O4/CNTs杂化碳纳米纸的碳纳米管复合材料吸波性能

通过对Fe₃O₄纳米粒子接枝碳纳米管的单分散水溶液真空吸滤制备出一种新型的杂化碳纳米纸, 它与树脂浸润良好, 可以与复合材料一体成型。分别借助FE-SEM、EDS、BJH法和振动样品磁强计表征杂化碳纳米纸及其复合材料的微观形貌、元素组成、平均孔径分布和磁性能。在8.2~18 GHz频段内利用波导法测量碳纳米管共混复合材料和外贴杂化碳纳米纸/碳纳米管共混复合材料的电磁参数和吸波反射率。研究结果表明: 外贴一层杂化碳纳米纸(厚0.1 mm)后, 碳纳米管共混复合材料的磁损耗明显增加, 在8.2~18 GHz微波频段内吸波反射率基本上全部小于-10 dB(频宽大于9.7 GHz), 在15.42 GHz位置, 反射损耗峰达-43.18 dB, 远优于碳纳米管共混复合材料。     

湿热环境下复合材料基于碳纳米纸传感器的低速冲击损伤监测

针对湿热环境下复合材料的低速冲击损伤监测,将碳纳米纸传感器与复合材料一体成型,对湿热处理后的复合材料进行低速冲击.在由低到高的能量冲击下,传感器的电阻变化率呈阶梯性变化,多次冲击后传感器性能依旧稳定.此外,在冲击位置以及材料裂纹扩展方向传感器的电阻变化率比其他位置大,传感器展现了优良的冲击损伤定位能力.结果表明,碳纳米...     

树脂传递模塑成型的光纤光栅监测

复合材料固化过程对于生产高质量复合材料部件十分必要。文中利用光栅传感器监测树脂传递模塑(RTM)复合材料层板制造过程中内应变及温度,根据复合材料内应变/温度关系曲线的突变点,获得复合材料的材料转变点(凝胶点、玻璃化转变温度)信息。在复合材料降温阶段,利用光栅监测的应变/温度值计算RTM成型复合材料的内层和外层热膨胀系数。监测结果与传统检测方法相比十分一致。     

CFRP加固RC梁优化设计与试验

推导了CFRP界限加固截面积计算公式,建立了RC梁CFRP加固截面积优化数学模型,并确定了其限制条件,利用MATLAB的优化工具箱编制计算程序对CFRP的最优化截面积及对应的最大极限破坏承载力求解。并特制了4根CFRP加固RC梁,理论计算值得到了弯曲静载试验测量值的验证。     

碳纳米纸复合材料的拉伸应变协同性

由于碳纳米纸与复合材料具有良好的界面结合性能,以及良好的导电导热性能,因此可以被用于复合材料的全寿命健康监测.本文制备了碳纳米纸及其传感器,以及在不同位置嵌入碳纳米纸传感器的复合材料,并进行拉伸加载卸载测试.获得了碳纳米纸传感器电阻变化率随传统应变片测得的复合材料层合板应变的变化趋势,拟合得到了碳纳米纸传感器的应变传感系数,阐明了复合材料在变形时的协同性,证明了碳纳米纸传感器可以用于复合材料的拉伸疲劳损伤监测.     

基于微纳传感器的复合材料单搭接结构循环载荷的监测

为研究玻璃纤维复合材料单搭接结构搭接区域的应力情况以及搭接件不同位置残余应力情况,使用多壁碳纳米管(MWCNT)薄膜和类石墨烯/油墨(MXene/ink)两种微纳传感器实现对单向玻璃纤维复合材料单搭接结构在3、4.5和6 kN 3种不同循环载荷和0.1、1 mm/min2种加载速率下加载情况的实时监测.结果表明,在循环...     

埋入光纤布拉格光栅传感器的智能碳纤维复合塑料

根据弹性力学和边界条件,得出了光纤布拉格光栅(FBG)传感器应变测量值与基体材料实际应变的关系方程。通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数,可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数。并对固化于CFRP的FBG变传感特性进行了实验研究。结果表明:FBGBragg波长对应变表现出很好的线性和重复性。用电阻应变仪对FBG传感器应变传感特性进行实验对比标定,得出了表征FBG性能的应变传感灵敏系数。FBG传感器具有优异的应变传感特性,为先进智能复合材料的研发与应用提供了依据。     

层间增韧环氧树脂碳纤维单向带的热解特及动力学研究

利用差热-热重同步分析仪研究层间增韧环氧树脂碳纤维单向带的热稳定性,研究在不同升温速率条件下该复合材料的失重温度和失重规律。研究结果表明,随着升温速率的提高,层间增韧环氧树脂碳纤维单向带每个阶段的初始分解温度、反应最终温度及最大失重速率温度均向高温方向移动,热解温度范围逐渐扩大,质量损失明显增加。分别应用微分法和积分法对样品进行热解动力学相关参数计算,计算结果表明,层间增韧环氧树脂碳纤维单向带整体活化能较高,分子间碰撞激烈,热分解反应不易进行,其热稳定性较高。     

航空复合材料连接结构实时健康监测

随着复合材料在航空结构中的广泛应用,复合材料的研究也越来越深入.由于复合材料的特殊性,难以直接观察复合材料粘接结构和复合材料螺栓结构的使用状态.提出了一种新型的可对复合材料实时结构健康监测的MXene薄膜传感器制备技术.提出的制备方法经进一步加工处理可以得到性能优异的MXene传感器,通过碳基纳米传感器和MXene油墨...     

基于壳聚糖修饰的聚氨酯导电织物制备与应变传感性能

为改善多壁碳纳米管(MWCNT)与聚氨酯(PU)海绵基底的结合强度,提高压阻式压力传感器的稳定性,以壳聚糖(CS)为粘合剂,根据多壁碳纳米管与壳聚糖电性相反的原理,利用静电吸附作用使多壁碳纳米管更为紧密地吸附在聚氨酯骨架上,从而制备传感活性部件MWCNT/CS/PU海绵三维复合材料。对传感器表面形貌、灵敏度、响应时间及稳定性等进行了研究,探究MWCNT/CS/PU海绵的传感性能,讨论了柔性压阻传感器的应用前景。实验结果表明,与MWCNT/PU海绵相比,基于CS修饰的MWCNT/PU海绵表面导电层更均匀,该导电填料对基底结合牢固,所制备传感器件具有较高灵敏度,经过50个压缩循环之后稳定性良好,为人体运动监测提供一种新的方案。