本發明涉及鎂合金制備技術,具體為一種塑性Fe顆粒增強的鎂基非晶態合金復合材料及其制備方法,解決鎂基非晶態合金脆性大、易出現脆性斷裂等問題,最終獲得高強度、高塑性變形能力的鎂基非晶態合金復合材料。該復合材料的基體成分為Mg65Cu20Ag5Gd10(at.%),通過在合金熔煉過程中加入不同體積百分數的Fe顆粒,在保持非晶態合金形成能力不變的條件下,可明顯提高復合材料的強度和塑性;該復合材料可通過感應熔煉和銅模澆鑄的方法制備。與傳統的非晶態合金相比,該復合材料的塑性指標有了明顯的上升,克服了典型非晶態合金脆性斷裂的缺點,具有一定的實用價值。
本申請屬于飛機強度設計領域,特別涉及一種復合材料翼面蒙皮優化設計方法。方法包括:建立第一復合材料翼面蒙皮優化模型,將復合材料翼面蒙皮模型定義為具有典型角度的鋪層,將鋪層工藝以及應變作為約束對第一復合材料翼面蒙皮優化模型的各個角度的蒙皮鋪層形狀進行優化;建立第二復合材料翼面蒙皮優化模型,對第二復合材料翼面蒙皮優化模型的蒙皮鋪層厚度進行優化;建立第三復合材料翼面蒙皮優化模型,對第三復合材料翼面蒙皮優化模型的蒙皮鋪層順序進行優化;通過穩定性以及顫振分析對蒙皮鋪層厚度以及蒙皮鋪層順序的優化結果進行校核,判斷校核結果是否滿足設計要求,若否,則返回步驟二,重復步驟二、三、四,重新進行優化以及校核。
一種熱噴涂樹脂基復合材料水潤滑軸承及其制造方法,屬于軸承制造技術領域。該水潤滑軸承包括金屬推力盤和樹脂基復合材料推力瓦,樹脂基復合材料推力瓦由樹脂基復合材料涂層和不銹鋼支撐瓦基構成,樹脂基復合材料涂層為聚芳醚復合材料或聚四氟乙烯復合材料,基體為聚醚醚酮、聚醚酮或聚四氟乙烯熱塑性樹脂,粘接增強填料為聚酰胺或聚砜,親水性填料為二氧化硅、氮化硼或氮化硅。采用亞音速火焰噴涂或超音速火焰噴涂工藝,將熱塑性樹脂、粘接增強填料和親水性填料的共混粉末,向表面粗糙化處理的不銹鋼支撐瓦基上逐層進行熱噴涂,制備樹脂基復合材料涂層推力瓦的水潤滑軸承。使水潤滑軸承在高的交變載荷下界面不脫粘,提高了使用可靠性。
本發明涉及復合材料制備技術,具體地說是一種制備連續SiC纖維增強Ti合金基復合材料的方法。它以聚苯乙烯為粘結劑、二甲苯為溶劑,與Ti合金粉末混合后制備預制帶,SiC連續纖維纏繞制成纖維布,二者經除氣后升溫至熱壓溫度熱壓得到板狀復合材料樣品。本發明為低成本制備連續SiC纖維增強Ti合金基復合材料提供了一條可行的技術路線,以價格相對低廉的合金粉末和聚苯乙烯粘結劑為原料,可在簡單的設備上制備;制備過程無污染、無材料性能的副面影響;另外,它簡單易行、應用范圍廣。
一種納米碳帶/泡沫炭復合材料的制備方法,屬于無機非金屬材料科學技術分支炭素材料科學技術領域。該方法是以聚酰胺酸作為泡沫炭的碳源,硝酸鎳作為納米碳帶生長的催化劑,以模板法經氫氣氣氛下炭化制備載鎳泡沫炭復合材料。利用得到的載鎳泡沫炭為基體,以二氧化硫為促進劑,乙烯為碳帶生長碳源,經化學氣相沉積法,制備納米碳帶/泡沫炭復合材料。這種新型的納米碳帶/泡沫炭復合材料兼具固體泡沫的結構特點以及準二維納米碳帶的結構和性質??捎米鞴潭ù卜磻鞔呋瘎┹d體及高效吸附劑等領域。
本發明一種壓力調控的連續纖維復合材料FDM?3D打印方法屬于復合材料熔融沉積3D打印領域,涉及一種通過調控打印擠壓力的方式來進行連續纖維復合材料的FDM?3D打印方法。該方法采用壓力調控的FDM?3D打印系統,打印系統由連續纖維3D打印機,壓力傳感器,信息采集模塊,Z軸驅動模塊和計算機控制系統組成。首先將打印工件三維模型的設置參數導入計算機中,采集實時壓力控制,并設置打印擠壓力的波動范圍;分別執行底層、中間層、頂層打印。采用純熱塑性樹脂材料打印頂層,保證表面的平整性。該方法采用控制壓力穩定的打印方式,避免了連續纖維在傳統等間距打印時發生折斷、脫粘等失效破壞,為實現高質量的連續纖維復合材料FDM?3D打印提供了一種有效方法。
本發明屬于高分子復合材料領域,特別涉及一種以新型納米碳材料——石墨烯為填料的耐磨損硬質復合材料及其制備方法。該復合材料是由聚合物基體和石墨烯熔融共混、熱壓構成的硬質復合材料板,首先將石墨烯與聚合物基體及稀土穩定劑混合均勻,再用轉矩流變儀熔融共混得到塊體復合物,最后經平板硫化機熱壓得到硬質復合板材,二維石墨烯納米碳材料在復合材料中的含量為0.1~3wt%。以炭材料為填料的聚合物基復合材料具有重量輕、易加工、耐腐蝕以及耐摩擦等特點在國防工業和汽車領域有著廣泛的應用。本發明可以滿足航空、航天、汽車、機械等領域對現有高性能聚合物復合材料越來越高的摩擦學性能的要求,且該復合材料制備工藝簡單,易于實現工業化規模生產。
本發明提供一種基于碳納米管液相包覆的硅碳復合材料,屬于鋰電材料領域。采用一定比例的瀝青,制備出硅碳復合材料,硅碳復合材料進行液相包覆合成了Si/C/CNTs復合材料,碳納米管具有較寬的饅頭峰屬于無定型碳,直徑比硅碳復合材料小的多,呈現細絲狀,與Si/C復合材料包覆后分散較均勻,附著在復合材料表面和縫隙中,結構比較蓬松,隨著CNTs含量的減少,復合材料的比表面積、孔體積和平均孔徑逐漸減少。
一種基于Mar?Lin模型的含大損傷飛機復合材料結構剩余強度分析方法,屬于飛機復合材料主結構損傷容限設計領域和符合性認證領域。該方法基于復合材料低級別斷裂試驗結果數據,利用數據擬合方法確定復合材料的斷裂韌性和奇異性指數n,從而建立復合材料剩余強度Mar?Lin模型,利用外推法對Mar?Lin模型進行擴展,完成大尺寸裂紋剩余強度確定。應用一套特定的有限元模擬方法對復合材料結構及裂紋類型進行模擬并進行有限元求解,求得裂紋尖端載荷和臨近節位移數據,然后應用能量法對有限元分析結果進行求解,求得裂紋尖端能量釋放率,最后利用不同構型能量釋放率求得結構幾何影響因子,利用幾何影響因子和Mar?Lin模型確定要分析結構剩余強度,進而判斷剩余強度是否滿足要求,完成大損傷損傷容限分析。能夠評估復合材料結構設計風險和可靠度。
本發明公開了一種單聚合物復合材料模內自增強共注塑成型方法,屬于注射成型模具技術領域。本發明利用注塑方式先成型單聚合物復合材料的基體,在基體表面上含有預留的溝槽,將基體再次放入模具中,填充基體上的溝槽得到單聚合物復合材料,實現利用一套模具完成單聚合物復合材料中所有組分的注塑成型;克服了利用熱壓、擠出和注塑方式制備單聚合物復合材料所存在的工藝復雜、成型周期長、原材料要求嚴格等問題。模內自增強共注塑成型單聚合物復合材料的方法可以實現大批量生產,可應用于單聚合物復合材料制品的實際生產。
本發明涉及Y2Si2O7/ZrO2陶瓷復合材料的制備技術,具體為一種大塊致密配比精確可控的Y2Si2O7/ZrO2陶瓷復合材料的制備方法。該制備過程由兩步組成:(1)先制備Y2Si2O7陶瓷粉末,以Y2O3和SiO2混合物為原料,制備單相Y2Si2O7陶瓷粉末;(2)再在Y2Si2O7陶瓷粉末中加入預定體積份數的氧化鋯粉末;上述兩種粉末混合后,經球磨混合均勻,再將粉末成型得到生坯進行無壓燒結,燒結溫度為1100~1600℃,燒結時間為0.5~2小時,燒結后得到致密的Y2Si2O7/ZrO2陶瓷復合材料,密度為理論密度的85~100%。本發明可以在無壓燒結下制備出具有精確配比、高致密度的大塊Y2Si2O7/ZrO2陶瓷復合材料。該材料可以用作高溫熱障/環障/抗氧化涂層材料的靶材或原料,也可以作為高溫結構材料、抗磨損材料等,在航空、航天方面有著廣泛的應用前景。
本發明公開一種層狀結構二硫化鉬/碳復合材料的制備方法及應用。所述復合材料是以有機胺插層的氧化鉬有機/無機雜化化合物為前驅體,將前驅體置于高溫區,將硫源置于低溫區,在惰性氣體保護下同時進行高溫硫化和碳化處理來制備得到的。該復合材料具有層狀結構,并且碳處于少層二硫化鉬的層板間,不僅可以充當電子傳輸通道,提高了電極材料的導電性,而且其擴大了層間距離,增加了Li+在層間的擴散能力。該復合電極材料表現出較高的比容量,良好的循環性能和倍率性能。本發明工藝簡單,原料成本低,易于實現工業規?;a。
本發明公開了一種碳纖維復合材料的傾斜行星螺旋銑孔方法,包括如下步驟:控制刀具圍繞其中心軸線高速自轉,控制刀具使其中心軸線圍繞公轉軸心線做公轉運動;刀具的中心軸線與公轉軸心線設置傾斜角φ,固定待加工的碳纖維復合材料,利用所述刀具沿公轉軸心線方向對碳纖維復合材料進行銑孔。本發明還公開了一種碳纖維復合材料的傾斜行星螺旋銑孔裝置。本發明在對碳纖維復合材料進行銑孔時,加工角度不是垂直于加工面的,因此,刀具與碳纖維復合材料接觸面的中心點相對運動速度不為零,從而減小銑孔的阻力,增加加工效率并改善毛邊和分層的問題。
本發明涉及一種碳/陶防熱復合材料及制備方法, 其復合材料的重量%比為:C鱗片25~65,陶瓷粉 SiC+B4C為30~60,其中SiC∶ B4C=5∶1, TiO2為5~13,采用丙酮酚醛樹 脂作粘結劑,加入量為物料總重量的6~14%,按上述配方進 行機械混合,在15~25MPa壓力下模壓成型,之后,熱壓燒 結:先真空升溫1400℃~1500℃,保溫30~60分鐘;之后, 在真空條件下或在氬氣氛下繼續升溫到1950~2100℃時,保 溫,進行熱壓燒結,熱壓壓力為30~50MPa,保溫、自然冷卻 至室溫,卸壓獲取產品;本發明C-SiC- B4C- TiB2碳/陶復合材料,具有輕質、 高強、高韌、耐磨、耐高溫、抗熱震、抗氧化等優點。主要用 作航天載體防熱系統中溫區和高溫區表面隔熱材料以及其它 更廣泛相關領域。
一種金屬基復合材料的鑄造工藝,適合于在熔化態具有導磁特性的金屬基復合材料如Al基、Cu基、Mg基、Ti基、Fe基、Ni基等,包括材料熔煉及將熔體倒入鑄型等步驟,其特征在于熔體倒入鑄型后,立即或依合金不同在熔體處于兩相區溫度時,給熔體加旋轉磁場或線性行波磁場進行電磁攪拌工藝參數為:磁場強度為0.1~1特斯拉。本發明可以提高鑄造型金屬基復合材料的綜合性能。
本發明公開了一種改性鈦碳化鋁復合材料、制備方法及應用,其中,所述改性鈦碳化鋁復合材料由復合粉體經成型、燒結而成,其中,所述復合粉體按重量比包括:Ti3AlC2粉體:20?60%,銅粉:60%?30%,銅錫合金粉:10%?20%。該改性鈦碳化鋁復合材料采用銅錫合金,對鈦碳化鋁進行改性,通過固溶在銅中的錫與鈦碳化鋁在高溫條件下形成固溶互擴散效應,可改善銅與鈦碳化鋁的界面結合強度,增強復合材料間的界面強度,提高整體復合材料斷裂韌性和耐摩擦性能,該材料可應用于受電弓滑板。
一種多級結構復合材料,包括由石墨烯和Nafion聚離子構成大孔骨架,于大孔骨架上擔載有金屬納米粒子成核位點,于所述成核位點上原位生長有導電聚合物納米簇陣列。所述金屬納米粒子為鈀、鉑、金、銀、銥中的一種或兩種以上合金的納米粒子。所述導電聚合物為聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔中的一種。所述復合材料的孔隙率為0.5-0.9,孔徑為1-10微米。所述導電聚合物納米簇陣列的直徑為10-500納米,長度為20-2000微米。所述多級結構復合材料的制備方法,包括擔載有金屬納米粒子成核位點的大孔骨架材料的制備和多級結構復合材料的制備。本發明所述的復合材料具有導電性高、制備方法簡單、適于大批量的制備等優點。
本發明公開了一種碳/碳復合材料表面中低溫長時間抗氧化涂層的制備方法,屬于碳/碳復合材料抗氧化技術領域。首先采用化學氣相沉積工藝在碳/碳復合材料表面沉積高結晶性碳化硅作為過渡內涂層;以氧化硼、碳化硼、二氧化硅和氧化鋁為涂層原料,硅溶膠為粘接劑,采用涂刷-燒結工藝在碳化硅內層上制備B4C-B2O3-SiO2-Al2O3外層,最終在碳/碳表面制得SiC/B4C-B2O3-SiO2-Al2O3復合抗氧化涂層。本發明所述涂層可以在600-1000℃實現對碳/碳復合材料長時間抗氧化,氧化失重率小于1%。通過掃描電鏡觀察發現,該涂層可以在使用環境下自發形成致密的玻璃相,起到氧化防護作用。
本發明公開一種千層巖結構二硫化鎢/碳納米復合材料的制備方法及應用。所述復合材料是以有機胺插層的H2W2O7為前驅體,通過將其與硫源混合在惰性氣體保護下進行高溫硫化處理的方法制備得到的。本發明制備方法克服了現有技術中制備二硫化鎢/碳復合材料中的復雜步驟,摒棄了碳管、石墨烯等高成本碳材料的使用,成本低廉,易于工業化。所制備的復合材料類似于三明治結構,碳處于二硫化鎢的層板間,不僅可以充當電子傳輸通道,提高了電極材料的導電性,而且其擴大了層間距離,增加了Li+在層間的擴散能力。將其作為鋰離子電池電極材料表現出較高的比容量,良好的循環性能和倍率性能。
本發明屬于航空復合材料技術領域,涉及一種連續纖維增強復合材料基本力學性能參數的預測方法,尤其涉及能夠應用在連續纖維增強金屬基復合材料的基本力學性能參數的預測。本發明提供了一種基于周期性邊界條件(應力和位移連續)建立代表性體積元(RVE)模型,并結合基體橫向拉伸應力集中系數表征,對連續纖維增強復合材料縱向楊氏模量、縱向泊松比、橫向楊氏模量、橫向泊松比、縱向剪切模量、橫向剪切模量和橫向拉伸強度等基本力學性能參數進行預測的方法,該方法可實現準確預測連續纖維增強金屬基復合材料基本力學性能參數;此外,該方法亦可應用于連續纖維增強樹脂基復合材料、連續纖維增強陶瓷基復合材料基本力學性能參數的預測。
本發明一種復合材料層合板鉆削毛刺損傷的模擬方法屬于復合材料鉆削仿真領域,涉及一種基于有限元仿真的復合材料層合板鉆削毛刺損傷的模擬方法。該方法考慮了鉆削復合材料時刀具對纖維和樹脂的作用,基于ABAQUS有限元仿真計算軟件,建立了包含纖維相和樹脂相等的復合材料層合板的鉆削仿真模型。模型分別設置了不同組成相的材料力學行為,并合理的定義了邊界條件、接觸方式和網格單元類型等參數。通過對仿真模型的計算,實現了復合材料層合板鉆削的毛刺損傷形成過程的模擬,獲得了鉆削后的毛刺損傷情況。利用該方法能夠實現對復合材料層合板鉆削毛刺損傷的分析,適合于指導毛刺損傷的抑制。
一種原位合成Mg2Si/Al復合材料,通過攪拌鑄造法制備了Mg2Si/Al原位復合材料,Mg2Si在復合材料中呈白色樹枝狀,增強顆粒細?。鶆蚍植荚诨w中,增強相與基體的界面清潔,無污染;Si和Mg完全反應生成了Mg2Si,少量Mg還和Al反應生成了Mgl7All2,微量Mg以固溶體形式存在于復合材料中。Mg2Si/Al復合材料的顯微硬度、耐磨性和阻尼性均得到了顯著提高,其中Mg2Si含量為10%時,該復合材料相對純鋁的顯微硬度提高了1.71倍,耐磨性提高了2.42倍,阻尼性提高了9.85倍。
一種杜仲橡膠與木質素復合材料的制備方法,涉及一種復合材料的制備方法,采用含木質素和杜仲橡膠的天然杜仲植株組織的粗提取物直接制備一種新型木質素/杜仲橡膠復合材料的方法。由于杜仲橡膠在常溫下的橡塑二重性,使制得的復合材料具有一定的硬度、抗拉強度與韌性,又具有一定的斷裂伸長率。含有木質素的杜仲粗膠經粉碎、塑煉及硫化后所制備的成品,在外觀結構和功能上具有部分傳統木塑復合材料的特點,可以部分取代傳統木塑復合材料作為外墻掛板,非承重結構的裝飾材料,仿皮革材料等。
本發明涉及陶瓷基復合材料及制備方法,具體為一種碳化鋯鈦顆粒增強硅鋁碳化鈦鋯基復合材料及其制備方法。采用原位合成的碳化鈦鋯顆粒增強硅鋁碳化鈦鋯固溶體,其中碳化鈦鋯顆粒增強相的體積百分數為5~30%;制備方法:首先,以鈦粉、鋯粉、硅粉、鋁粉和石墨粉為原料,經物理機械方法混合10~25小時,裝入石墨模具中冷壓成型、施加的壓強為5~20MPA,在通有保護氣氛的熱壓爐內燒結,升溫速率為5~50℃/分鐘,燒結溫度為1400~1650℃、燒結時間為0.5~2小時、燒結壓強為20~40MPA。本發明可以在較低的溫度下、較短的時間內制備出具有高純度、高致密度、高硬度、高韌性、高溫力學性能優異等綜合性能優越的碳化鋯鈦顆粒增強硅鋁碳化鈦鋯基復合材料。
本發明涉及一種原位合成硅化鈦 (Ti5Si3)顆粒增強鋁碳化鈦 (Ti3AlC2)基復合材料及其制備方法。通過加入一定量的硅,制備 出不同體積比的 Ti3AlC2/Ti5Si3復合材料,其中硅化鈦顆粒增強相的體積百分數為 10~40%。具體制備方法是:首先,以鈦粉、鋁粉、硅粉和石 墨粉為原料,Ti∶Al∶Si∶C的摩爾比為3∶(1.1-x)∶x∶ (1.8~2.0),其中x為0.1~0.5。原料粉經物理機械方法混合8~ 24小時,裝入石墨模具中,施加的壓強為10~20MPa,在通 有保護氣氛的熱壓爐內燒結,升溫速率為10~50℃/分鐘,燒 結溫度為1400~1600℃,燒結時間為0.5~2小時,燒結壓強 為20~40MPa。本發明可以在較低的溫度和較短的時間內制備 出具有高純度、高強度的鋁碳化鈦/硅化鈦復合材料。
連續纖維增強含二氮雜環新型聚芳醚樹脂基復合材料的界面改性方法屬于先進復合材料科學技術領域。通過對纖維表面進行冷等離子體刻蝕、接枝,與樹脂基體復合制備而成;等離子體處理所使用的氣氛為氬氣、氮氣、氧氣和空氣等,處理功率為50~250W,處理時間為1~30分鐘,接枝劑包括PPESK、馬來酸酐、聚醚酰亞胺、苯乙烯等,經表面改性后的纖維,在改善其對基體浸潤性和粘結性的同時,其復合材料層間剪切強度也有顯著提高,使其具有更加優異的綜合性能。從而使復合材料能夠滿足耐300℃及以上的高溫環境的使用要求。不僅在飛行器結構制造、宇航機械和火箭外殼等特殊用途,在一般民用方面的用途也十分廣泛具有很大的實用價值。
本發明涉及一種硼化鎢鈦基核屏蔽復合材料及其制備方法,復合材料包括硼化鎢和鈦元素,且在硼化鎢與鈦界面有針狀的硼化鈦增強相。其制備方法是將將硼化鎢粉體和含鈦粉體混合,加入有機溶劑進行球磨混料,之后干燥,將干燥后的粉體放入石墨模具中,進行真空熱壓燒結得到致密的硼化鎢鈦基核屏蔽復合材料。本發明提供的硼化鎢鈦基核屏蔽復合材料的制備方法,在真空熱壓燒結過程中,鈦會與硼化鎢中的硼元素發生反應,在硼化鎢于鈦元素界面生成針狀的硼化鈦,在界面生成的硼化鈦增強了硼化鎢鈦基復合材料的力學性能;其燒結溫度低,成本大大降低。提供的硼化鎢鈦基核屏蔽復合材料,對于伽馬射線和中子的屏蔽能力優于傳統的鋁基碳化硼/鎢復合屏蔽材料。
本發明屬于復合材料技術領域,具體涉及一種利用碳納米紙傳感器監測聚合物基復合材料固化度的方法。本發明是將碳納米紙傳感器埋入待測聚合物基復合材料預浸料的內部,得到固化過程的碳納米紙電阻變化?溫度?時間關系曲線,對固化冷卻階段的碳納米紙電阻變化?溫度曲線進行線性擬合,得到冷卻階段的碳納米紙的電阻溫度系數,同時利用DSC法測量在標準固化工藝制度下聚合物基復合材料的固化度,在其他溫度下分別獲得相應的電阻溫度系數和固化度,得到聚合物基復合材料的固化度?電阻溫度系數關系曲線。本發明的技術方案能夠布控在復合材料不同位置進行實時在線工程應用監測,具有非常高的精準度和可操作性,同時傳感器及解調系統成本低。
本發明公開了一種文冠果果殼/淀粉基可降解木塑復合材料及其型材,屬于可降解復合材料技術領域。以文冠果果殼顆粒和全降解淀粉基塑料為原料,將文冠果果殼顆粒和全降解淀粉基塑料按照(60?90):(10?40)的重量比例混合均勻,再通過雙螺桿擠出機進行共混并擠出造粒,即獲得所述文冠果果殼/淀粉基可降解木塑復合材料。將木塑復合材料通過注塑成型、擠出成型或模壓成型工藝制備得到文冠果果殼/淀粉基可降解木塑復合材料型材。本發明使用文冠果果殼作為填充物制備木塑復合材料及其型材,大大降低了可降解材料的成本,同時為文冠果果殼的資源利用找尋了新途徑,進一步推動了文冠果產業鏈發展。
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