金属基复合材料及其超塑性技术的发展

颗粒或晶须增强铝基复合材料具有优良的性能。目前其制备工艺主要采用粉末冶金法和挤压铸造法。这类铝基复合材料已经有许多应用实例。铝基复合材料超塑性是近年来开发的新技术,可解决其成形性差的加工难题,扩大其应用领域。     

颗粒增强铝基复合材料的精密铸造工艺

材料是高新技术发展和现代文明的物质基础之一 ,金属基复合材料 ,如同纳米材料、金属非晶材料一样 ,成为 2 0世纪后期至今最活跃的新材料研究领域之一。对于颗粒增强铝基复合材料 ,由于颗粒存在 ,其铸造工艺比普通铝合金的难度大 ,悬浮在铝合金熔体中的颗粒 ,使液体变得粘稠 ,就象水中加入泥土变成泥浆一样 ,流动性变差 ,浇注时液体就有可能流不到型腔中某些地方 ,以致于得到的制件形态不完整 ,另外 ,由于溶体粘稠 ,在浇注操作时 ,空气容易卷入到液体中 ,并且以气泡的形式滞留在制件中 ,导致制件内部缺陷 ,一种真空压力浇注工艺克服了上述的…     

SiC／AZ61镁基复合材料蠕变性能的研究

采用搅熔铸造法制备碳化硅颗粒增强镁基复合材料SiC／AZ61,通过动态机械热分析、显微组织观察和XRD衍射分析了其蠕变性能。结果表明：碳化硅颗粒的加入细化了晶粒,SiC大多分布在晶界处,颗粒镁基复合材料的蠕变性能与AZ61合金相比得到了显著的改善。蠕变性能的提高主要因为高温时具有高的热稳定性的SiC颗粒取代晶界处高温下易软化的8相（Mg17Al22）钉扎晶界,阻止了晶界的交滑移和位错的攀移。     

SiC_p/A1复合材料挤压成形的实验研究

开展了SiC颗粒增强铝合金基复合材料挤压成形的实验研究.分析了其挤压成形的力能变化规律.结果表明:该材料的挤压载荷随着变形温度的提高而显著降低;在一定温度下.随着挤压位移的增加而呈现出明显的阶段性变化的特点.     

短碳纤维增强铝基复合材料的半固态加工

采用M4 0石墨纤维和LY12合金 ,挤压浸渗后半固态下直接充填成形 ,制备了短碳纤维增强铝基复合材料。研究了半固态加工对材料的组织与性能的影响及与固态塑性成形的区别。结果表明 :半固态下加工碳纤维的纤维长度明显高于固态加工。材料强度也有较大的提高     

苯并噁嗪树脂基复合材料湿热老化性能研究

研究了苯并噁嗪树脂及苯并噁嗪树脂基复合材料的湿热老化性能。采用RTM工艺,制备了苯并噁嗪树脂浇铸体、碳纤维和玻璃纤维增强增强苯并噁嗪树脂基复合材料,采用DSC,DMA,TGA等表征了苯并噁嗪树脂及苯并噁嗪树脂树脂基复合材料的常温干态热性能,分别测试了70℃和120℃的湿热老化性能。结果表明：苯并噁嗪树脂浇铸体、碳纤维和玻璃纤维增强苯并噁嗪树脂基复合材料具有优异的常温干态力学性能。70℃时,部分性能保持率在70%以上;120℃时,部分性能保持率在50%以上。苯并噁嗪树脂及苯并噁嗪树脂基复合材料表现出优异的抗湿热老化性能。     

金属基复合材料的发展趋势

本文回顾了金属基复合材料的沿革与发展，描述了颗粒增强金属基复合材料的研究概况，介绍了金属基复合材料的发展趋势及最新进展，提出了“抢占新材料的制高点，以推动我国高科技领域的持续稳定发展”的观点。     

金属基复合材料的发展趋势

本文回顾了金属基复合材料的沿革与发展,描述了颗粒增强金属基复合材料的研究概况,介绍了金属基复合材料的发展趋势及最新进展,提出了“抢占新材料的制高点,以推动我国高科技领域的持续稳定发展”的观点。     

环境因素对长航时无人机机体结构复合材料的影响

从环境因素对复合材料作用和大展弦比结构影响等方面分析了长航时无人机机体结构复合材料在服役环境中的损伤。结合目前国内外研究现状,扼要叙述了环境因素对长航时无人机机体结构复合材料的影响研究领域当前的主要需求,提出了针对未来研究工作的若干建议。包括应以长航时无人机机体结构典型碳纤维增强树脂基复合材料和涂层体系为主要研究对象,开展跟随无人机的暴露试验和实验室模拟加速试验,研究复合材料在环境和载荷耦合作用下的力学性能变化,确定机体结构典型复合材料的损伤规律等。     

Au/Fe3O4/GO复合SERS基底的制备及对水溶液中低浓度芘的富集-检测

以氧化石墨烯(GO)为载体,利用静电吸附将氨基修饰的Fe_3O_4磁性纳米颗粒负载到GO表面得到GO-Fe_3O_4复合材料,再通过静电作用将Au纳米颗粒与GO-Fe_3O_4复合材料组装,制备了Au/Fe_3O_4/GO复合材料,并考察其表面增强拉曼(SERS)活性.首先以罗丹明B(Rh B)为探针分子,考察Au纳米颗粒的粒径对SERS性能的影响,发现平均粒径为40 nm的Au纳米颗粒具有最好的SERS效果.SERS检测性能随着Au负载量的提高而逐渐变优,Au/GO中Au负载量为20%时最优.以多环芳烃分子芘为探针分子,探究Au/Fe_3O_4/GO复合材料中各组分对SERS性能的影响发现,Au纳米颗粒对拉曼信号的增强起主要作用,GO可以通过化学增强效应及对芘的吸附富集作用有效提高SERS检出限,Fe_3O_4的存在可以使基底快速分离,简化实验步骤,便于基底重复利用.该方法对水溶液中芘的检出限达到10-8mol·L-1,相对于普通拉曼的检出限有了明显的降低,有望被用于环境中痕量多环芳烃的富集-检测.     

海军航空器用树脂基复合材料海洋环境老化行为的研究

为了全面地了解国内外关于海军航空器用树脂基复合材料的海洋环境老化行为研究现状,以期能为我国的国防事业作出一定的贡献,在充分分析海洋环境的基础上,根据海军航空器中树脂基复合材料的具体使用情况,对相关研究文献及报告进行了大量的分析,总结了国内外树脂基复合材料在海洋环境中老化行为及寿命预测的研究进展。现阶段的研究主要集中在人工加速老化方面,对自然环境老化以及两种老化试验之间当量换算关系的研究还有待完善。同时,根据实际发展需要,对如何进一步开展树脂基复合材料在海洋环境中的老化研究提出了一些建议。     

依托特定地域气象资料编制环境谱的尝试

通过一系列老化腐蚀试验确定环境因素中对碳纤维增强树脂基复合材料力学性能影响显著的因素,并在此基础上,根据特定地域气象资料,对诸环境因素中对复合材料腐蚀行为影响较为显著的因子进行筛选、分析,依据一定的编谱原则,编制该地域的环境谱。     

树脂基复合材料模拟海洋环境长期老化及失效行为

目的 实现高性能树脂基复合材料的环境适应性评价和使用寿命预测。方法 选取玻璃纤维增强不饱和聚酯(GF/197S)与玻璃纤维增强乙烯基脂(GF/905-2)2种树脂基轻质复合材料,开展模拟海洋环境实验室盐雾、湿热和盐水浸泡环境9 600 h的加速老化试验。基于4种力学性能(拉伸强度、弯曲强度、压缩强度及层间剪切强度)开展材料老化行为规律研究,利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对树脂基体在3种加速老化环境中的分子链段与官能团变化情况进行分析,得到基体树脂的老化机理。利用外观、超声扫描成像、SEM分析树脂纤维界面的变化情况,明确树脂/纤维界面的失效模式。利用差示扫描量热分析(DSC)与热重分析(TG)分析3种加速老化方式对玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRPC)的玻璃化转变温度(tg)与热质量损失的影响。结果 3种老化方式对树脂基体的老化影响顺序依次为70 ℃/95%RH湿热、35 ℃盐雾、常温盐水浸泡。结论 得到了先进轻质树脂基复合材料的模拟海洋环境老化行为、失效模式以及树脂基体的老化机理,为实现高性能树脂基复合材料的环境适应性评价和使用寿命预测奠定了基础。     

国外热塑性树脂基复合材料低轨原子氧环境效应研究进展

针对具有良好应用前景的热塑性树脂基复合材料,调研并分析了国外飞行试验获得的数据,从原子氧反应率、力学性能退化、微裂纹等多个方面分析研究了原子氧环境对热塑性树脂基复合材料作用效应,为空间站等低轨道航天器结构材料的设计和选择提供依据。     

树脂基纳米零价铁复合材料的制备及其去除重金属铅Pb(Ⅱ)的性能研究

凭借着优越的还原活性,纳米零价铁在环境污染治理和修复领域应用广泛。通过将纳米零价铁(n ZVI)颗粒负载到大孔阴离子和阳离子交换树脂上,成功制备出2种树脂基纳米零价铁复合材料。研究了2种复合材料及其载体对水溶液中Pb(Ⅱ)的去除性能,考察了不同载体功能基团对复合材料去除Pb(Ⅱ)性能的影响。结果表明:以大孔阴离子交换树脂为载体的D001-Fe0复合材料因具有离子交换和化学还原双重作用,对Pb(Ⅱ)的去除效率高、速率快。     

超高温陶瓷改性碳基/陶瓷基复合材料的多尺度构筑与性能研究进展

从复合材料的多尺度结构构筑出发,简述了超高温陶瓷改性碳基、陶瓷基复合材料的制备方法及其优缺点。综述了均质和非均质结构超高温陶瓷改性碳基、陶瓷基复合材料的结构设计、制备工艺、力学性能和烧蚀性能。提出设计开发低成本、短周期新工艺以及与现有工艺的有机结合以制备出更高综合性能要求的复合材料,是未来的主攻方向。从材料结构设计上,指出未来努力的重要方向。     

颗粒冲蚀对注射法制备C/C-ZrC-SiC复合材料 抗烧蚀性能的影响研究

目的采用ZrC和SiC复相陶瓷对C/C复合材料进行改性,研究改性后的复合材料受到颗粒冲蚀破坏的烧蚀行为。方法采用注射法将ZrC和SiC复相陶瓷前驱体引入到等温化学气相渗透法(ICVI)制备的低密度C/C复合材料中,再通过高温热处理、ICVI的方法制备出ZrC和SiC复相陶瓷改性的C/C(C/C-ZrC-SiC)复合材料,随后对制备的复合材料进行高速颗粒冲击实验破坏,并对破坏后的试样进行氧乙炔火焰烧蚀,研究其烧蚀行为。结果改性后的复合材料线冲蚀率和质量冲蚀率分别为253.1μm/s和79.8 mg/s,相较于同孔隙率的C/C复合材料分别降低了49.2%和61%。颗粒冲蚀破坏后C/C-ZrC-SiC复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为4.26μm/s和1.44 mg/s,相比于同孔隙率的C/C复合材料,分别降低了37%和39%。结论由于引入的ZrC和SiC陶瓷相的硬度大于碳基体,C/C-ZrC-SiC复合材料在受到高速颗粒的冲击时,能通过硬质陶瓷相起到抗冲击作用,使得改性后的复合材料抗冲蚀性能大幅度提高。受到颗粒冲蚀破坏后的C/C-ZrC-SiC复合材料内部仍存在超高温陶瓷相,烧蚀过程中能够形成ZrO2骨架结构和SiO2球形颗粒,进而有效保护碳纤维和热解碳基体。     

湿热条件下飞机聚合物基复合材料界面问题研究进展

综述了湿热环境下飞机聚合物基复合材料界面问题近年来的研究成果。分析并总结了湿热环境对复合材料界面的作用机理及对复合材料界面力学性能的影响;详细阐述了一些涉及环境作用的聚合物基复合材料界面理论与试验手段问题;最后提出了存在的主要问题及今后的发展趋势。     

基于二次铝灰的地聚反应稳固化垃圾飞灰

基于工业生产铝过程中回收的二次铝灰（SAD）的地质聚合反应,提出了一种稳固化城市生活垃圾焚烧飞灰（MSWIFA）的新方法,分析硅铝物质的量之比对飞灰中重金属浸出浓度及地聚物固化体力学性能的影响规律.结果表明,当硅铝物质的量之比小于2.5时,二次铝灰-SiO₂基固化体与偏高岭土-SiO₂基固化体中的重金属浸出浓度均随着硅铝物质的量之比的增加而逐渐降低,2种固化体的抗压强度随着硅铝物质的量之比的增加而增加;硅铝物质的量之比达到2.5时,重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度均趋于稳定.XRD分析结果显示,偏高岭土-SiO₂基固化体中聚合物的种类与数量均略高于二次铝灰-SiO₂基固化体.但从重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度来看,2类固化体对飞灰中重金属的稳固化效果的差别很小,二次铝灰加上部分硅基材料可以作为偏高岭土的替代品,用于稳固化飞灰重金属的地质聚合反应中.二次铝灰-SiO₂基固化体的抗压强度达到13.65MPa,具备一定的力学性能,可用于部分特定的建筑材料.     

基于二次铝灰的地聚反应稳固化垃圾飞灰

基于工业生产铝过程中回收的二次铝灰（SAD）的地质聚合反应,提出了一种稳固化城市生活垃圾焚烧飞灰（MSWIFA）的新方法,分析硅铝物质的量之比对飞灰中重金属浸出浓度及地聚物固化体力学性能的影响规律.结果表明,当硅铝物质的量之比小于2.5时,二次铝灰-SiO₂基固化体与偏高岭土-SiO₂基固化体中的重金属浸出浓度均随着硅铝物质的量之比的增加而逐渐降低,2种固化体的抗压强度随着硅铝物质的量之比的增加而增加;硅铝物质的量之比达到2.5时,重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度均趋于稳定.XRD分析结果显示,偏高岭土-SiO₂基固化体中聚合物的种类与数量均略高于二次铝灰-SiO₂基固化体.但从重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度来看,2类固化体对飞灰中重金属的稳固化效果的差别很小,二次铝灰加上部分硅基材料可以作为偏高岭土的替代品,用于稳固化飞灰重金属的地质聚合反应中.二次铝灰-SiO₂基固化体的抗压强度达到13.65MPa,具备一定的力学性能,可用于部分特定的建筑材料.