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。     

碳化硅颗粒强化铝基复合材料的现状

金属基复合材料进入实际应用的过程中,颗粒增强铝基复合材料成为重要的发展方向。本文从制备及组织性能的影响因素方面对碳化硅颗粒增强铝基复合材料方面做如下综述和展望。     

金属基复合材料及其应用

就金属基复合材料这种新型材料的种类、制造方法、开发应用状况进行了较广泛的介绍和评述。     

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…     

金属基整体式二氧化碳甲烷化催化剂研究进展

在碳中和的目标下，CO₂甲烷化技术不仅可以解决CO₂排放带来的环境问题，还可以生产CH₄以缓解能源短缺等问题。CO₂甲烷化反应目前面临的主要问题之一是反应的强放热效应容易形成热点，导致催化剂活性组分烧结失活，影响催化剂的使用寿命。因此，近年来研究者们在开发高效稳定的CO₂甲烷化催化剂的同时，也开始关注催化剂在反应过程中活性组分因高温导致烧结失活的解决方案。而金属基整体式催化剂由于拥有良好的传热性能和机械强度，在CO₂甲烷化领域引起了越来越多的关注。本文将从不同种类金属基整体式催化剂的制备方法、不同种类的金属基底的特点以及其在CO₂甲烷化反应方面的应用、金属基整体式催化剂的传热优势三个方面进行综述，系统地阐述了金属基整体式催化剂的研究现状，并对其发展前景进行了展望，以期为金属基整体式CO₂甲烷化催化剂的研发及工业化应用提供技术借鉴。     

复合材料废弃物的资源化研究

提出了复合材料废弃物与各单一组分材料废弃物的区别 ,并分类介绍了复合材料废弃后的资源化现状 ,以及此资源化问题的研究对于今后复合材料发展的影响与意义     

船用复合材料应用现状及发展

对船用复合材料的定义及分类进行了介绍,并对国内外船用复合材料的应用发展历程及现状进行了阐述。国外船用复合材料应用时间早,原料制造以及成型工艺发展相对成熟,目前已成功应用于多种船舶、船体以及上层建筑、桅杆等结构的制造。相比之下,我国船用复合材料研究起步较晚,原料生产以及成型工艺较为落后,在实船应用方面与国外存在较大差距。在此基础上,分析了我国船用复合材料发展存在的主要问题,并从设计制造工艺的提升,以及性能评价技术体系的完善两方面对其未来发展趋势进行了展望。     

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。     

ZIF-67@PVP@Fe3O4复合材料的制备及催化性能研究

该文首先通过简单的方法制备磁性纳米材料Fe_3O_4,然后在PVP材料联接作用下掺杂进多孔材料ZIF-67中制备了新型ZIF-67@PVP@Fe_3O_4复合材料。对该复合材料进行了充分的表征后,利用多孔、比表面积大、热/机械稳定性好、结构规整、活性位点多的ZIF-67与磁性纳米材料Fe_3O_4所表现出的协同作用,研究了该复合材料在环境污染物对硝基苯酚还原反应中的催化作用。结果表明,在该反应体系中添加ZIF-67@PVP@Fe_3O_4复合材料,与未添加催化剂以及只添加单一材料相比,响应灵敏度增强,反应速率加快,表现出最大的催化活性。另外该复合材料中因为添加了磁性纳米材料Fe_3O_4,所以有利于催化剂的回收再利用。对ZIF-67@PVP@Fe_3O_4复合材料进行了6次重复循环实验,催化效率仍维持在95%以上,表明该复合材料稳定性较好,有望发展成为有应用前景的环境污染物催化材料。     

表面处理对剑麻纤维/PE复合材料的影响

为改善剑麻纤维/PE复合材料的性能,对剑麻纤维分别进行了碱处理、热处理及硅烷偶联剂处理,使用双螺杆挤出机制备了剑麻纤维质量分数分别为10%、20%、30%的剑麻纤维/PE复合材料,并对复合材料的拉伸、弯曲、冲击性能以及吸湿性进行了分析。结果表明,经硅烷处理、剑麻纤维质量分数为30%的复合材料的拉伸强度和杨氏模量相比纤维含量相同但未经处理的复合材料分别提高了18%和32%;经碱处理后,剑麻纤维含量相同的复合材料的弯曲强度提高了37%;经过表面处理后,复合材料的冲击强度都有不同程度的降低。此外,随着剑麻纤维含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、杨氏模量得到提高,冲击强度和断裂延伸率则有所降低。经表面处理的复合材料的吸水率与未经处理的复合材料相比明显降低。     

新疆伊犁特克斯河山口水库中的材料制品腐蚀研究

目的了解不同涂层体系及金属材料在新疆伊犁特克斯流域的腐蚀行为,为特克斯河流域水利开发提供设计依据。方法通过实地投放金属涂层制品、涂层体系及金属材料,并按周期取样观察对比。结果获得了8种金属涂层、14种金属与封闭涂层、5种富锌涂料体系、10种复合涂层体系、2种碳钢材料和5种不同不锈钢和碳钢面积比偶合件0.5,2 a的试验结果。结论喷锌层是该水库中最适合的金属涂层;环氧封闭是表现最好的封闭涂层;环氧富锌是最好的富锌底漆;氯化橡胶、环氧沥青、环氧面漆、无溶剂耐磨环氧表面良好,适合用作面漆;脂肪族聚氨酯面漆、氟碳面漆不适合用于水下;可复涂聚氨酯用作面漆应视涂层体系谨慎使用;碳钢腐蚀速率和不锈钢与碳钢偶合件面积比之间存在显性的线性关系,不锈钢比例越大,碳钢腐蚀速度越快;镀锌层对钢丝绳有明显的保护作用,比未镀锌钢丝绳腐蚀较轻。     

金属基体复合材料圆锥壳的材料参数识别及动力学敏感性研究

目的 研究以金属作为基体的碳酚醛复合材料圆锥壳的动力学特性,基于模态实验建立复合材料参数优化识别方法。方法 通过建立金属基体复合材料圆锥壳结构的动力学模型,表征各层材料参数对结构动力学特性的影响。开展典型铝合金-环氧胶-碳酚醛圆锥壳自由模态实验,在模态实验结果基础上,采用数值仿真开展复合材料参数识别,并采用响应面优化法研究获得材料参数的全局最优解。最后,开展结构模态对复合材料参数的敏感性分析。结果 基于拉丁超立方抽样和多项式代理模型,建立了多层复合圆锥壳的高效代理模型。对于[0, 90]S铺层的复合材料圆锥壳结构,前5组模态频率参数对E11最敏感,对v23最不敏感,剪切模量的影响介于拉伸模量及泊松比之间。结论 建立了针对各向同性-正交各向异性材料组合的多层复合圆锥壳结构的动力学模型及参数识别方法,可为结构动力学设计提供参考。     

减振降噪功能材料的研制

根据材料性能的要求,选择环氧树脂为粘合剂,低分子聚酰胺为固化剂,石粉,石英砂,玻璃纤维３种物质为填料,根据优化的配方制成一种高分子复合材料,该材料的硬度约为２４０ＨＢ左右,冲击强度约为３０ｋｇ·ｃｍ／ｃｍ＾２,均接近于某些金属材料的指标,易成型,并且成本较低,可以用来代替纺织厂有梭织机的某些受撞击比较严重的金属部件,具有广泛的应用价值。     

土壤环境中重金属污染危害的研究

环境保护与建设是当今的热点话题,实现人与自然和谐相处,保护和建设生态环境是关键.自然生态环境是人类赖以生存的物质基础,土壤环境是自然环境的重要组成部分,如何创建良好的生态环境是人类共同面临的课题.土壤环境破坏的主要因素之一来源于重金属污染,研究土壤环境中重金属的来源、危害以及修复,深入了解其来源渠道、认清其危害后果、掌握其生态植物修复技术,有利于开展土壤环境治理,并推动中国土壤环境中重金属污染的研究工作.     

基于DIC技术获取焊接接头单轴拉伸力学性能

目的 获取异种金属焊接接头局部拉伸力学性能.方法 针对压水堆核电机组蒸汽发生器接管与安全端异种金属焊接接头(Dissimilar metal weld joint,DMWJ,其接管材料为20MND 5低合金钢,安全端为Z2 CND 18.12控氮奥氏体不锈钢,焊缝材料为INCONEL 52镍基合金),采用等直圆棒拉伸试...     

硫酸盐还原菌对EH40焊接钢海水腐蚀的影响

目的研究无菌和SRB体系中EH40钢焊接接头的母材区、热影响区和焊缝区腐蚀差异。方法利用金相显微镜观察、失重法、电化学测试、扫描电镜和X射线光电子能谱仪等分析手段。结果焊缝区微观组织由块状铁素体(BLF)和魏氏组织(W)组成;热影响区可再分为粗晶区(CGHAZ)和细晶区(FGHAZ)两个区;母材区主要由BLF、AF和少量珠光体组成。在无菌对照体系中,焊缝区腐蚀速率为0.0026 mm/a,混合区次之,为0.0023 mm/a,母材区最小,为0.0019 mm/a。含SRB体系中,各区的腐蚀速率为:焊缝区(0.0037 mm/a)混合区(0.0034 mm/a)母材区(0.0030 mm/a)。热影响区腐蚀产物形貌粗大,点蚀孔也较大。结论焊缝区比母材区容易腐蚀,由此易造成小阳极大阴极加速腐蚀,热影响区容易发生点蚀。SRB能促进三个区域试样腐蚀加速。     

高效降噪隔声材料的设计、研制与性能

根据声学原理．设计了制作新型隔声材料的方法，以及据此制成以PVC和橡胶的共混物作为基料．掺入其它成份的功能性复合材料。测试表明．该材料具有良好的隔声性能，1mm厚的薄片试样．在100～1600Hz范围内隔声性能达13～37dB：材料的力学性能．满足隔声材料的机械力学要求：材料还具有柔软，质轻与良好的可加工性。     

生物炭负载纳米零价铁对污染土壤中铜钴镍铬的协同去除

合成了一种低成本、高效生物炭负载纳米零价铁的复合材料(ZVI-SM)并应用于铜、钴、镍、铬污染土壤的修复。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和金属吸附实验等方法,考察了不同碳化温度下制备的生物炭前驱体和生物炭复合材料对复合重金属污染修复的影响及去除作用机制。其中,吸附-还原后形成的FeCr₂O₄极大地降低了铬的毒性,同时提高了铜、钴、镍的去除率。Fe0的引入既提高了生物炭对重金属的吸附量,又解决了Cr(Ⅵ)毒性的问题;XPS的结果进一步阐明了生物炭可以作为电子传递介质,通过表面官能团得失电子与Fe0间形成强相互作用,增强了复合材料对多重金属离子的去除效果。除ZVI-SM500外,ZVI-SM100、300、400、700 4种材料对于铜、钴、镍、铬的去除率要远高于商用纳米Fe0和单纯的生物炭材料,表现为对铬和铜有较强的亲和力和反应性,均能在5 min内完全去除铜和铬,钴和镍也能在180 min内达到80%以上的去除率。在反应过程中存在显著的离子竞争效应:铬≥铜>钴>镍,这与金属离子的标准还原电位大小的趋势一致。土壤修复实验表明:ZNI-SM300用于污染土壤的修复,15 d后,Cr(Ⅵ)含量从480 mg/kg降至0.52 mg/kg,水溶态Cr总量从500 mg/kg降至1.2 mg/kg,两者的固定化效率均达到99%以上,并能达到完全去除水溶态的铜、钴、镍、Cr(Ⅵ)的效果。因此,以SM300为载体的纳米零价铁可作为复合重金属污染土壤修复的理想材料。     

矿山固体废物的环境影响与综合利用

环境保护和自然资源的合理利用是人类社会可持续发展的基础。矿山固体废物对环境的影响可归纳为污染环境、破坏生态及诱发地质和工程灾害等三个方面。矿山固体废物也是一种可利用的自然资源,目前的利用途径主要有回收利用有用元素,工业原料、回填材料、能源发电、农用肥料和土壤改良剂等。