一種基于有限元分析的復合材料機身加筋壁板結構后屈曲分析方法,該方法基于有限元分析軟件,確定復合材料加筋壁板結構精細化有限元建模技術,實現結構離散化仿真后屈曲分析。方法中引入合適的失效準則,模擬結構受載過程中材料內部的漸進失效過程;在結構疊層位置施加接觸約束,真實模擬結構間的支持作用,并考慮幾何、材料非線性因素,有效追蹤其前后屈曲平衡路徑,準確預報其極限承載能力;針對結構承載過程中可能發生的各種失效模式,在滿足設計載荷的情況下,通過工藝符合性、重量符合性等迭代參數對結構進行尺寸調整,不僅完成復合材料加筋壁板結構輕量化設計,而且實現復合材料設計工藝一體化。
本發明屬于機械加工制造技術領域,涉及一種對樹脂基碳纖維復合材料制孔的刀具。該刀具是一種組合式可換刀片式拉刀,刀具由刀桿、校準單元、切削單元、前導向單元和兩個外六角緊固螺母組成,兩個外六角螺母擰入刀桿的螺紋段鎖緊前導向單元,并固定右面的切削單元和校準單元。刀具由多級不同的刀組組合,每層刀組逐級加工,單層刀刃的加工余量小,切削力小,產生熱量少,刀片上有通氣孔,加工時通入冷卻氣體,大幅降低切削溫度低,減小刀刃的磨損,刀具壽命長,刀具成本低,加工效率高,加工質量高的特點。具有在難加工材料如復合材料,尤其是樹脂基碳纖維復合材料表面高效率加工高質量通孔的功能。
一種二硼化鋯-石墨陶瓷基復合材料及其制備方法,本發明屬于陶瓷基復合材料技術領域,涉及一種具有高抗熱、抗沖擊性能的陶瓷基復合材料及其制備方法。其特征在于,是以二硼化鋯粉末和石墨片為原料,采用熱壓燒結方法制成的,原料二硼化鋯粉末和石墨片的純度為95.0~99.9%,體積比為二硼化鋯粉末75~95%、石墨片5~25%,硼化鋯粉末平均粒徑為1~5微米,石墨片徑向方向平均寬度為10~20微米、軸向方向平均厚度為1~3微米,燒結溫度為1850℃~2150℃,燒結壓力為30~45MPa,燒結時間為45~90分鐘。本發明材料臨界裂紋尺寸為174.1~201.1μm,臨界溫差為405~525℃,顯著地改善了二硼化鋯陶瓷基復合材料的抗熱沖擊性能,能夠達到航天領域高超聲速環境下的使用要求。
本發明涉及精密鑄造領域,具體為一種連續SiC纖維增強TiAl基復合材料葉片的制備方法。該方法的技術路徑是:模型壓制→尺寸檢驗→模型組合→模殼制備→脫蠟→模殼焙燒→復合材料定位→離心澆注→熱等靜壓工序,完成鑄件制備。本發明鈦鋁合金葉片制備包括鈦鋁合金葉片模殼制備技術、SiC先驅絲復合材料制備技術、復合材料定位技術以及離心精密鑄造技術等,突破復合材料定位、界面反應等關鍵技術,為鈦鋁合金復合材料葉片制備提供一種可行的方法,采用該方法制造的葉片實現葉片表面無污染,內部SiC復合材料與TiAl基體完全融合,無冶金缺陷,可以進一步提高TiAl合金的使用溫度和蠕變抗力。
一種鋁基復合材料及制備方法,涉及一種復合材料及制備方法,復合材料的成分為:鋁合金Al?Zn?Mg?Cu和三維連通多孔鈦骨架;制備方法的具體步驟包括:配料、母合金熔煉、制備鋁基/三維連通多孔鈦復合材料:用石油醚和無水乙醇對上述單質原料進行超聲波清洗,最后把上述單質原料混合一起放入石墨坩堝里面,使其成為母合金鑄錠,待合金熔液充分滲流填充滿多孔鈦骨架孔隙后,將鋼管淬入水中,獲得鋁基/三維連通多孔鈦復合材料。該鋁基復合材料基體組織晶粒細小,在大尺寸樣品實驗條件下具有優良力學性能。
本發明涉及航空航天結構中的復合材料結構設計,提供一種變剛度復合材料板殼結構高效優化方法,該設計方法基于等幾何方法完成變剛度復合材料板殼結構的曲線纖維路徑精確建模及屈曲分析,建立其等幾何屈曲設計模型,推導變剛度復合材料板殼結構屈曲響應的全解析靈敏度,并利用梯度類算法對變剛度復合材料板殼結構進行纖維路徑的高效優化,得到滿足工藝制造約束的最優結構。本發明能夠顯著提高變剛度復合材料板殼結構的承載效率,大幅降低產品研發周期。
本發明一種機翼復合材料縮比模型的制造方法,屬于復合材料結構和飛機風洞氣動彈性試驗模型的制造技術領域,涉及一種機翼復合材料縮比模型的制造方法。該方法根據實際飛機設計尺寸、縮比系數及復合材料性能參數,制造滿足模型幾何外形相似的模具,選擇適當的材料參數和加工工藝參數;制造飛機機翼的復合材料縮比模型中,先制造翼梁和翼肋,再將翼梁和翼肋組合連接成為骨架,骨架與金屬根肋連接,再在骨架上填充泡沫后,進行修形;使用模具將修形后含填充泡沫的骨架成型,形成上、下蒙皮。本發明以較小的重量獲取較大的剛度和強度,并且能夠根據不同的需要,調節機翼復合材料縮比模型的抗彎和抗扭剛度。
本發明涉及一種塊狀非晶基復合材料鑄態韌性相晶體球狀化的方法及其專用裝置,選取具有非晶形成能力、在鑄態能原位析出固溶體型韌性晶態相的合金,作為制備球狀韌性相增韌非晶基復合材料的成分,熔煉母合金,制備過熱合金熔體,采用電磁攪拌方法制備含固態球狀晶熔體,水淬或噴鑄制得含球狀晶非晶基復合材料,本發明將非晶基體上析出的樹枝晶轉變為球狀晶,且初晶球化效率高,組織易控制,適用范圍廣,適應性強,工序簡單,處理時間短,合金污染少,有利于提高非晶形成能力和充型能力,以及提高非晶的力學性能,尤其是塑性和韌性,并有利于復雜、薄壁件的成型,擴大了該類材料及工藝的使用范圍。
本發明公開了一種基于粉末攪拌摩擦加工制備銅基金剛石復合材料的方法,屬于金屬基復合材料制備加工及粉末成形領域,具體為:將混合后的銅粉、合金元素粉和金剛石粉末/顆粒放入模具中,在攪拌摩擦設備上固定模具,利用攪拌頭的下壓力、摩擦力和攪拌力實現銅基金剛石復合材料的制備。本發明所述方法實現了銅基金剛石復合材料的可控制備,提高了銅基金剛石復合材料的制備效率,降低了制備成本,改善了組織致密度,緩解了銅基體和金剛石間的熱殘余應力,能夠實現針對電子封裝用銅基金剛石復合材料小型片狀零件的快速成型。
為了改善粉末合金的硬度、耐磨性,設計了一種放電等離子燒結制備的鈦基磷酸三鈣陶瓷復合材料。采用硝酸鈣,磷酸銨,氨水,鈦粉為原料,所制得的放電等離子燒結制備的鈦基磷酸三鈣陶瓷復合材料,其硬度、致密化程度、抗彎強度都得到大幅提升。其中,Ti/α?TCP復合材料的抗壓強度隨鈦含量增加而提高。在Ti/α?TCP復合材料的高溫燒結過程中,Ti與α?TCP發生化學反應,溫度越高,反應越復雜,在70Ti/α?TCP中添加鈦網作為骨架制備70Ti/α?TCP/鈦網復合材料,抗壓強度提高,在燒結溫度為870℃時抗壓強度為632MPa。且具有優異的生物活性,可作為骨替換材料。本發明能夠為制備高性能的鈦基磷酸三鈣陶瓷復合材料提供一種新的生產工藝。
本發明公開了一種FeP/石墨烯復合材料及其制備方法。這種材料由剝離的石墨烯中間夾雜FeP納米粒子和/或碳包覆FeP的納米粒子構成。其中石墨烯的層數為1-20層,納米粒子直徑為2-50納米。其生成過程是在原位形成的“二維納米反應器”的誘導和限制作用下生成,而“二維納米反應器”在高溫下分解即可得到FeP/石墨烯復合材料。這種方法簡單易行,容易放大,制備的復合復合材料結構規則,納米顆粒尺寸分布均勻,具有良好的電催化性能。
本發明公開了一種非晶合金復合材料的激光3D打印方法,將粒徑為20~150μm的非晶合金復合材料合金粉末,在激光功率100~600W,掃描速度500~1200mm/min,激光光斑直徑0.5~4mm,搭接率為15~50%,打印層厚0.5~2mm,打印環境氧濃度低于50ppm,基板預熱溫度0~300℃的條件下,利用同軸送粉3D打印方法逐層成型非晶合金復合材料構件;將得到的非晶合金復合材料構件在惰性氣體保護和溫度300~600℃下退火,時間2~12h。本發明克服水淬法和銅模鑄造法成型非晶合金復合材料尺寸較小和形狀簡單的缺點,解決了非晶合金復合材料難以機械加工的難題,且具有節省原料,效率高等優點。
本發明涉及復合材料,具體為液態法制備顆粒增強鋁基復合材料時漿體中顆粒的加入法。本發明首先對顆粒進行酸洗、加熱、保溫處理,接著對基體金屬鋁或鋁合金熔化、精煉、扒渣,降溫至半固態,然后直接將顆粒加入到半固態金屬表面,用無級調速攪拌器進行攪拌,形成漿體。本發明解決了基體金屬鋁或鋁合金與顆粒之間的潤濕性問題,為顆粒增強鋁基(鋁或鋁合金基)復合材料的制備提供了良好的漿體。
本發明的目的在于提供一種超高強度和可控塑性的鋁基復合材料的制備方法,所述復合材料的具體成分為原子百分比為:Ni:5.5~7、Co:1~2、Y:4~5、La:1~2、Al:余量;其特征在于,所述復合材料采用等溫退火方法制備,具體工藝參數為:退火溫度380℃,退火時間0~120min,氬氣氣氛。該方法突破了以往鋁基復合材料高強度和大塑性不能共存的問題,制備出的鋁基復合材料具有1500MPa以上的斷裂強度,并且其塑性可達到21%,已超過目前高強鋼材的水平,同時具有良好的高溫穩定性。它的出現為發展高性價比、高強輕質材料提供了一條新的途徑,使超高強度鋁基復合材料作為結構材料的應用成為可能。
本發明涉及一新材料的制作方法,更確切的說是一種以硅藻土為基料的日用復合材料的制作方法。以硅藻土為基料的復合材料包括硅藻土、電氣石、凹凸棒石粉、納米二氧化鈦,聚乙烯醇,材料的重量百分比是:硅藻土79%、電氣石1%、凹凸棒石粉19%、納米二氧化鈦1%。本發明采用以硅藻土為基料的復合材料,通過配比混合焙燒,復合材料的二氧化硅含量提高,比表面積增大,利用凹凸棒石粉做為粘合劑包覆硅藻土,進一步提高吸附性能同時提高緩釋性能,采用電氣石、納米二氧化鈦負載在硅藻土上,增加復合材料的功能,采用有機材料聚乙烯醇為造粒劑,提高了產品的強度,通過本發明制得的復合材料,具有較高的自動調濕功能、釋放負離子和遠紅外線功能、對有害氣體吸收功能和優異的抗菌性能,是一種環保、節能、低碳、綠色的多功能產品,可以廣泛用于日常生活的諸多領域。
本發明屬于復合材料制造領域,涉及一種復合材料折痕管的成型裝置及方法,以解決連續纖維復合材料折痕管成型困難、纖維比強度差等問題。所述的裝置主要由內部模具、外部模具和外部固定裝置。內部模具置于外部模具內部的空間內,內部模具與外部模具之間的間隙根據制備不同厚度的復合材料折痕管進行調節;內部模具與外部模具一同置于外部固定裝置內部的空間,并進行固定。所述的方法的步驟為:模具裝配;預熱模具,涂脫模劑;加熱模具和復合材料,敷設復合材料;緊固模具,加熱加壓,固化定型;抽芯拆除模具,脫模,完成成型。本發明制作周期短、制作成本低、可設計性強,可應用于汽車、火車等工業裝備中復雜復合材料管吸能結構的加工制造。
本實用新型金屬塑料復合材料滑動軸承,涉及滑動軸承制造技術領域,尤其涉及由新型雜環高性能改性工程塑料和改性聚醚醚酮金屬塑料復合材料制成的適合于核主泵、水輪發電機、風電、齒輪箱、船舶等機械設備的金屬塑料復合材料滑動軸承。金屬塑料復合材料滑動軸承包括:基體、網絡連接層及復合材料樹脂層;基體為金屬材料制成;網絡連接層通過金屬3D打印方式固定于基體的表面,厚度小于復合材料樹脂層的厚度;復合材料樹脂層通過網絡連接層與基體固定連接。本實用新型的技術方案解決了現有技術中的復合材料樹脂與基體連接強度可靠性不夠,僅適用于載荷小、疲勞強度低軸承工況使用;同時工程塑料樹脂層厚度小于0.5mm,僅適用于薄壁的軸承,無法滿足厚壁軸承要求的問題。
本發明公開了一種短周期、低成本制備高性能碳/碳復合材料的方法,屬于碳纖維復合材料制備技術領域。該方法采用電耦合化學氣相沉積工藝(E?CVI)與液相浸漬?碳化工藝(PIC)復合工藝制備高性能C/C復合材料。所制備的高性能、高密度C/C復合材料密度可達1.8~1.9g/cm3,其制備周期僅為400~500小時,與傳統等溫CVI工藝相比,其制備周期縮短30~50%,成本減少約1/2。本發明制備的中間密度C/C復合材料(1.45~1.65g/cm3),可滿足民用市場需求,其制備周期僅為200~300小時,成本僅為等溫CVI工藝制備成本的1/4~1/3。
本發明屬于金屬材料技術領域,公開一種氧調制相變的非晶復合材料及其制備方法。該復合材料的主要化學組成為TiaZrbNicCudBeeOf,其中a、b、c、d、e和f為對應元素的原子百分比,31≤a≤63,26≤b≤40,0.1≤c≤6,1≤d≤10,1≤e≤22,0.1≤f≤6,且a+b+c+d+e+f=100;該材料為一類具有形變誘發馬氏體相變的非晶復合材料。方法主要是熔煉時向合金中添加金屬M的氧化物實現O元素的添加,M為Ti、Zr、Cu中的一種或多種。O元素的添加可以有效調制形變誘發馬氏體相變的動力學特征和分布形態,從而使該非晶復合材料表現出高強度、大塑性和良好的加工硬化能力等優異的綜合力學性能。本發明對非晶合金及其復合材料的工業生產和實際應用具有重要指導意義。
一種三維多孔石墨烯/聚苯胺復合材料的制備方法,涉及一種納米復合材料制備方法,包括含插層劑的石墨烯的制備:將氧化石墨烯與強堿弱酸鹽溶液充分混合均勻;1,2,4?三氨基苯二鹽酸鹽溶于鹽酸溶液中,再將鹽酸溶液加入到氧化石墨烯/碳酸鈉混合溶液中,獲得含有插層劑的石墨烯;三維多孔石墨烯的制備:將含插層劑的石墨烯浸泡于氫氧化鉀溶液中,反應產物經酸洗和去離子水洗滌干燥得到三維多孔石墨烯;三維多孔石墨烯/聚苯胺復合材料的制備:將三維多孔石墨烯分散于酸性溶液中,并加入苯胺和過硫酸銨,原位聚合得到三維多孔石墨烯/聚苯胺復合材料。該復合材料電化學性能良好,可應用于超級電容器電極材料、儲能材料及導熱材料等領域。
本發明提供了一種阻燃暖邊間隔條及其采用的阻燃復合材料以及制備方法,本發明的阻燃暖邊間隔條包括截面為“口”字型的阻燃復合材料框體,矩形阻燃復合材料補強體,在“口”字型的阻燃復合材料框體的上板體上表面的左、右兩側分別設有沿軸向對稱的第一不銹鋼片和第二不銹鋼片,第一彎折片體和第二彎折片體分別自上板體的上表面垂直插入上板體內部,使上板體形成斷橋結構。本發明另外提供上述阻燃暖邊復合間隔條采用的阻燃復合材料以及該材料的制備方法。本發明的間隔條在使用中不僅起到暖邊節能作用,還具有阻燃防火性能,在外觀上體現金屬質感同時又與中間斷橋相互襯托,外觀型式簡潔美觀,并且具有優良的防火阻燃性能。
本發明提供一種高性能原位納米顆粒增強鎂基復合材料的制備方法,該方法將純鎂粉末或鎂合金粉末與納米尺寸的異種粉末簡單機械混合后,通過球磨反應在混合粉末中原位生成納米級金屬間化合物顆粒相,最后通過熱壓燒結制備出高性能鎂基復合材料。該方法制備的鎂基復合材料中的增強相顆粒細小,分布均勻,與基體界面結合良好;復合材料具有良好的力學性能,為鎂基復合材料的廣泛應用打下了良好的基礎。
本發明涉及一種聚醚醚酮導熱復合材料及其制備方法和用途。該導熱復合材料的配方組分按重量計為:聚醚醚酮100份,導熱填料10~30份,抗氧化劑0.3~1.0份;采用模壓成型的方法得到PEEK導熱復合材料,解決了聚醚醚酮在高溫長時間使用條件下,復合材料的導熱難題,從而使聚醚醚酮的耐熱性提高了10~20℃。具有防靜電、耐高溫、耐腐蝕,且加工工藝簡單等優點。該種聚醚醚酮復合材料導熱系數明顯提高,可用于生產導熱絕緣板、導熱電路板、熱交換材料、耐磨軸承和石油化工等導熱學相關材料,能夠滿足工程領域中苛刻條件下要求,尤其是在高溫導熱條件下使用要求,切實提高其應用范圍。
本發明一種鈦基非晶/純鈦雙連續相復合材料及其制備方法,屬于鈦基非晶復合材料技術領域。該復合材料由鈦基非晶合金和三維連通多孔鈦骨架組成,鈦基非晶合金填充在多孔鈦骨架中,形成雙連續相的結構。將選定的鈦基非晶合金加熱熔化,然后通過滲流法將液態合金填充到三維連通鈦骨架中水淬,或者利用擠鑄法將熔融的合金擠入預先裝有鈦骨架的金屬模具中,得到鈦基非晶/純鈦雙連續相復合材料。該復合材料非晶相和第二相(純鈦)在三維空間均為連續分布的結構且分布均勻,協同變形,兩相相互強化,解決了鈦基非晶塑性差和復合材料微觀結構均勻性控制問題。該非晶復合材料具有優良力學性能,具有高比強度、微觀結構均勻可控、無缺陷的特點。
本申請屬于航空發動機領域,特別涉及一種帶陶瓷基復合材料火焰筒的燃燒室,本專利所涉及的發動機燃燒室火焰筒,其筒壁為采用陶瓷基復合材料的結構。陶瓷基復合材料作為一種新型耐高溫材料,工程應用首先需解決的就是定位固定問題,由于陶瓷基復合材料的材料特殊性,陶瓷基構件的定位方式不能采用金屬構件傳統剛性固定方式進行設計,同時由于高溫下陶瓷基復合材料熱膨脹系數僅為金屬材料1/3左右,如在冷熱態結構不匹配容易導致構件失效,本發明解決的是陶瓷基復合材料火焰筒定位問題及陶瓷基復合材料與金屬材料的連接時熱膨脹不匹配的問題。
本發明屬于先進復合材料科學技術領域,公開了一種負載氧化鋅納米線靜電紡絲膜層間增強增韌連續纖維增強樹脂基復合材料及其制備方法。將熱塑性樹脂和氧化鋅種子劑溶解在極性有機溶劑中,配制成靜電紡絲溶液,通過靜電紡絲工藝,經過加熱干燥,并在氧化鋅生長液中生長,制備負載氧化鋅納米線的靜電紡絲膜;將靜電紡絲膜鋪放于連續纖維增強樹脂基復合材料層間,通過熱壓或真空熱壓成型工藝,制備負載氧化鋅納米線靜電紡絲膜層間增強增韌連續纖維增強樹脂基復合材料,使連續纖維增強樹脂基復合材料層壓板的層間剪切強度和層間韌性顯著提高。本發明對于推動連續纖維增強樹脂基復合材料的發展應用具有實用價值。
本發明提供一種樹脂基復合材料與輕質合金的熱氣焊接方法,包括如下步驟:步驟1.構建焊接接頭:將熱塑性樹脂薄膜置入待焊接的樹脂基復合材料與輕質合金接頭區域;步驟2.超聲輔助熱氣焊接:對接頭區域上部施加壓力,開啟熱風槍,調整溫度使焊接區域的最高溫度為160~500℃進行焊接,焊接過程中同時施加超聲振動;焊接結束后冷卻,即獲得樹脂基復合材料?輕質合金焊接接頭。本發明通過超聲在復合材料?輕質合金熱氣焊接過程中施加超聲波,采用超聲振動輔助熱氣焊接樹脂基復合材料,利用超聲波能量改善熱塑性樹脂的流動和填縫能力,進而構筑力學性能更強的復合材料焊接頭。
本發明公開了一種超級電容器用石墨烯聚苯胺層狀納米復合材料的制備方法以及采用該復合材料制備的超級容器的方法,以聚苯胺作為氮摻雜的基本原料,采用液面聚合方法將聚苯胺納米線沉積在石墨稀片層上,聚苯胺更加均勻細小的分布,使得石墨烯聚苯胺復合材料的電流阻礙作用小,電容極片的導電性更強。與現有的技術相比,本發明的有益效果是:液面聚合的方法制備的石墨烯聚苯胺復合材料,由于發生聚合反應,石墨烯聚苯胺之間有很強的化合鍵作用力,是一個整體物質,有很強的結合力。采用本發明液面聚合的方法制備的石墨烯聚苯胺復合材料制作的電容器極片,石墨烯聚苯胺復合材料的電流阻礙作用小,極片的導電性更強。
本發明屬于機械加工中鉆削工具技術領域,涉及到一種用于復合材料及其疊層結構高質量制孔的豎刃雙階梯微齒刀具,由主切削刃區A、副切削刃區B、刀柄區C三部分構成,副切削刃區B中包含階梯豎刃區D和微齒切削區E。本發明的用于復合材料及其疊層結構高質量制孔的豎刃雙階梯微齒刀具,具有階梯結構,在第一階梯分布微齒結構,具有在入口的再次切削功能以及在出口與主切削運動方向相反的反向剪切功能,實現了復合材料入口、出口的分層、毛刺等損傷的有效抑制;第二階梯分布豎刃結構,且第二階梯角度為負值,實現了斷屑、碎屑,減小了上層復合材料及金屬孔壁劃傷,從根部去除了金屬出口毛刺和復合材料出口毛刺,提高了金屬和復合材料的出口質量。
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