為了改善C/C復合材料的硬度、耐磨性,設計了一種ZrC?Cu?C/C復合材料。采用C/C復合坯體,Zr粉和Cu粉為原料,所制得的ZrC?Cu?C/C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,復合材料燒蝕前相組成主要為C、ZrC和Cu相,有微量Zr殘余,燒蝕后復合材料中部分ZrC氧化生成ZrO2,部分Cu氧化生成CuO和Cu2O,燒蝕表面主要由炭基體、ZrO2、CuO、Cu2O及殘余ZrC和Cu組成。隨熔滲劑中Zr的質量分數的增加,復合材料的線燒蝕率和質量燒蝕率均呈現先減小后增大的趨勢。本發明能夠為制備高性能的C/C復合材料提供一種新的生產工藝。
為了改善粉末合金的硬度、耐磨性,設計了一種SiC顆粒增強Al?Cu?Mg基復合材料。采用Al?CuMg合金粉末和SiC粉末為原料,所制得的SiC顆粒增強Al?Cu?Mg基復合材料,其硬度、致密化程度、抗彎強度都得到大幅提升。其中,不同粒徑的SiC顆粒對基體析出相的影響不同,小顆粒增強相因為在基體中廣泛分布,引起的塑形變形以及殘余應力更大,會加速析出相的形核析出。大尺度SiC增強復合材料只能在較少的范圍內促進析出相形核。不同粒徑的SiC顆粒對復合材料的時效硬化有顯著影響。小尺度SiC顆粒增強復合材料隨時效時間延長,析出相不會明顯粗化,使復合材料出現峰時效的時間延長。本發明能夠為制備高性能的Al?Cu?Mg基復合材料提供一種新的生產工藝。
本發明涉及一種基于AML方法的復合材料沖擊后拉伸強度設計許用值試驗方法,其包括第一階段:通過積木式試驗元件級試驗階段獲取復合材料沖擊后的工藝批次影響因子CBB、濕熱環境影響因子CEN和沖擊后拉伸強度基本值SBASE;第二階段:通過上述階段獲得的數據計算復合材料沖擊后拉伸強度設計許用值STAI?ALL。通過本發明的基于AML方法復合材料沖擊后拉伸強度設計許用值試驗方法所獲得的復合材料沖擊后拉伸設計許用值更真實,試驗件數量少,試驗周期短,試驗成本低,獲得的復合材料沖擊后拉伸強度設計許用值更具工程化,為飛機復合材料結構獲取沖擊后拉伸強度設計許用值提供了新的可行試驗方法。
本發明公開了用于尼龍6改性中的針狀硅灰石粉復合材料及制備方法,該復合材料含有重量份數100份的針狀硅灰石粉復合材料中,98-99份針狀硅灰石粉,0.1-0.6份擴鏈劑,0.2-0.8份的抗氧化劑,0.05-0.6份紫外線吸收劑。其中所述針狀硅灰石粉為經過偶聯劑處理的天然針狀硅灰石粉末,擴鏈劑為惡唑啉類,抗氧化劑為醇酯類,紫外線吸收劑為二苯甲酮或苯并三唑類。將上述材料經共混得到可以用于尼龍6改性中的針狀硅灰石粉復合材料,這種復合材料不僅可提高尼龍6剛性的同時,又可提高尼龍6相對分子量,又保證尼龍6具有較高的韌性和抗氧化和抗光老化性能。
本發明公開了一種抗彎折MXene/碳復合材料散熱膜制備方法,涉及一種復合材料散熱膜制備方法,首先采用聚酰亞胺(polyimide)作為基體,刻蝕MAX相得到的MXene顆粒作為增強材料,易成碳聚合物作為中間層,經過充分混合、反應、涂膜、固化形成MXene/成碳聚合物/聚酰亞胺復合膜。其次將制備的MXene/成碳聚合物/聚酰亞胺復合膜裝入高溫碳化爐中,保護氣氛下進行高溫熱解與碳化形成MXene/碳復合材料。最后用水與乙醇反復清洗其表面,獲得抗彎折MXene/碳復合材料散熱膜。該方法制備的MXene/碳復合材料散熱膜不僅具備優異的耐熱性以及散熱性,且其質輕強度高,具有突出的抗彎折性能,可用于大功率電子設備、LED背底、微電子與傳感器件等散熱。
本發明的一種基于表面氧化的SiCp/Al復合材料的研磨方法,屬于材料機械加工領域。實現SiCp/Al復合材料研磨表面質量的改善。具體為先對SiCp/Al復合材料進行表面氧化處理,主要為陽極氧化處理和微弧氧化處理,在表層形成Al2O3氧化陶瓷膜,再進行研磨。本發明在SiCp/Al復合材料研磨表層建立SiC顆粒增強相與Al合金基體相同性耦合去除的研磨條件,從而實現SiCp/Al復合材料精密研磨的新方法和工藝。表面粗糙度達到0.2μm以下,使得研磨表面質量大幅提高。
本發明涉及一種磁性碳納米復合材料的制備方法。本發明首先以共沉淀方法制備了Fe3O4納米粒子,然后用聚乙烯醇對其進行修飾。以尿素和甲醛為單體,在堿性條件下預聚,再在酸性條件下對修飾過的Fe3O4納米粒子進行縮聚包覆,得到了脲醛樹脂包覆Fe3O4的復合材料。產物經抽濾,洗滌至中性,真空干燥。所得的復合材料在N2的保護下,600℃進行碳化,制備成磁性碳納米復合材料。所制得的磁性碳復合材料對亞甲基藍有良好吸附效果,利用磁性可以實現簡單快速分離。
針對纖維增強樹脂基復合材料制孔加工過程中容易產生大量纖維難以切斷導致毛刺現象的難題,本發明提供了一種鉆頭,在鉆頭主切削刃上,沿主切削刃,設置半圓形槽;半圓形槽的直徑與纖維的直徑d1相等;半圓形槽的中心距d0由纖維直徑d1與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量p共同決定,滿足d0=d1+p*d0。纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量p是指纖維增強樹脂基復合材料中纖維的體積與纖維增強樹脂基復合材料的體積比。本發明的優點:提高了對纖維變形的控制性,減小纖維產生的彎曲變形,提高纖維的切斷效率,減少毛刺現象的產生,提高刀具的使用壽命。
本發明屬于先進復合材料科學技術領域,公開了一種雜萘聯苯聚芳醚腈砜增韌鄰苯二甲腈樹脂基纖維增強復合材料及其制備方法。本發明通過引入可參與交聯反應氰基和強極性砜基基團的雜萘聯苯結構聚芳醚腈砜耐高溫熱塑性樹脂,可以改善其與鄰苯二甲腈樹脂基體的相容性,保持基體樹脂優異的耐熱性和力學強度,并可提高基體樹脂及其纖維增強樹脂基復合材料的抗沖擊韌性。本發明對于推動耐高溫先進復合材料的發展和開拓纖維增強高性能樹脂基復合材料在航空航天、能源、海洋工程、石油化工等領域的應用具有實用價值。
本發明涉及義齒用復合材料領域,具體為一種具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料及其制備方法。該復合材料由體積百分數為25%~95%的陶瓷和具有生物相容性的樹脂組成,微觀上陶瓷以片層形式沿特定的方向擇優排列,樹脂填充陶瓷片層的間隙,陶瓷為氧化鋯、氧化鋁或兩種的混合。本發明通過漿料配制、自組裝定向、去有機質和燒結得到具有微觀定向結構的陶瓷骨架,對骨架進行表面改性與液態樹脂單體浸滲,樹脂聚合后得到具有微觀定向結構的義齒用復合材料,該復合材料具有良好的塑性和斷裂韌性以及與人牙相近的色澤、質感和良好的生物相容性,其強度、硬度和模量可在較大范圍內加以控制,特別是可調節到與人體正常牙齒相匹配的水平。
本發明屬于復合材料制件工裝技術領域,涉及復合材料制件邊緣倒角工具及加工方法。本發明設計復合材料邊緣倒角工具,不需要輔助倒角夾具,手持工具可實現復合材料邊緣倒角的加工。通過改變金剛砂型面,可實現多種尺寸倒圓角和倒斜角加工工序,尤其適用小尺寸復合材料制件的加工,簡化了操作,提高生產效率,保證復合材料邊緣倒角精度和成型質量。
本發明涉及復合材料制造技術領域,具體的,涉及一種基于增材制造的復合材料增強相形態與分布的控制方法。首先在計算機中生成待制備零件的三維數學模型,利用切片模型將三維數學模型分層切片處理,最終通過激光沉積增材制造工藝,完成零件的逐層疊加制造。因此在制備復合材料零件時,可對每一切片層的增強相按需求進行基體與增強相含量(即成分)、形態、分布的設計,進而從平面推廣到空間,實現增強相形態與分布高度定制化的復合材料零件的制造。本發明提供一種復合材料,特別是金屬基復合材料,增強相形態和分布的控制方法,基于激光沉積增材制造層層疊加的制造工藝特點,實現從二維到三維、平面到空間的增強相分布高度定制化,即“所想即所得”,可設計的微觀結構為開發具有真正多功能性能的材料提供了可能性。
本發明屬于非晶復合材料設計與制備技術,具體為一種非晶態合金球形粒子/非晶態合金基復合材料及其制備方法,設計一種兩相復合非晶材料。復合材料包括合金元素M和N形成的難混溶合金M-N,以及添加的其他合金元素,添加的其他合金元素與合金元素M和N混溶形成富M的非晶態合金基體結構和富N非晶合金球形粒子,富N非晶合金球形粒子彌散分布于非晶態合金基體中。合金熔體在發生玻璃轉變之前,先發生液-液相變,生成富M的基體液相L1和富N的球形液滴L2,其中一液相L2以球形液滴形式分布于另一液相L1基體中;在隨后快速冷卻過程中,液相L1和L2均發生玻璃轉變,凝固后球形粒子彌散分布于基體中,形成非晶態球形粒子/非晶態合金基兩相復合非晶材料。
本發明提供一種復合材料結構失效預測分析方法,結合濕熱應變的影響,建立了表述各向異性復合材料在濕熱環境影響下的應力應變關系的本構方程。同時,結合漸近損傷分析方法,在應力分析模型、失效準則和材料退化模型三個方面均引入了濕熱效應對于材料剛度和強度等參數的影響,并編譯了UMAT子程序并打包嵌入到有限元軟件中,最終建立了可用于濕熱環境下復合材料失效分析的更為完善的漸進損傷模型。本發明與現有的各類復合材料結構失效漸近損傷分析方法相比,考慮了濕熱效應對于各向異性復合材料失效行為的影響,能夠準確的表征材料在濕熱環境下的損傷過程,適用于溫度和濕度等條件更加復雜的情況下復合材料結構損傷過程的模擬和強度的預測。
一種可瓷化木塑復合材料,涉及一種聚烯烴復合材料,所述復合材料按重量計,含有:聚乙烯100份、木粉90~160份,抗氧劑1~5份、交聯助劑0.2~3份、偶聯劑1~8份、瓷化粉10~90份,阻燃劑20~60份,交聯劑0.2~4份。將上述材料在高混機中混煉均勻,經擠出機擠出造粒、擠出成型,得到聚乙烯木塑復合材料。本發明可瓷化木塑復合材料選用合適的交聯劑和加工方法,對木塑材料進行了輕度交聯處理并添加一種陶瓷粉,能夠使得木塑復合材料的燒結溫度降低,機械性能明顯提升,易于加工,提高了生產效率,進而降低了生產成本。
本實用新型提供一種圓截面復合材料拉擠型材的受拉接頭,包括圓截面復合材料拉擠型材、管狀接頭外套,其特征在于所述圓截面復合材料拉擠型材端部的外表面均勻設有纖維層,此纖維層在圓截面復合材料拉擠型材端頭的厚度最大,其厚度沿圓截面復合材料拉擠型材的軸向呈錐度遞減,所述管狀接頭外套的內徑為帶有錐度的內徑,其錐度與圓截面復合材料拉擠型材端部外表面設置的纖維層的錐度相匹配。本實用新型的優點是:由于采用了上述結構,能使接頭外套的內孔與圓截面復合材料拉擠型材端部的外表面均勻設置的纖維層緊密結合,可靠性好,抗拉強度高。
本發明提供了一種面芯增強復合材料格柵夾芯板及其制備方法,屬于復合材料技術領域。步驟如下:一、利用面板模具制備帶卡槽的復合材料上面板和帶卡槽的復合材料下面板;二、設計和組裝格柵芯體活動模具;三、利用格柵芯體活動模具制備復合材料格柵芯體;四、制備復合材料格柵夾芯板。本發明復合材料格柵夾芯板芯體具有正交各向異性,面板和芯體之間通過卡槽進行嵌合,增強了界面結合能力,提高了復合材料格柵夾芯板的承載能力,且所述的格柵芯體活動模具可以通過活動塊的自由拆卸組合來組裝成具有多種行列組合的芯體模具,從而可以制備同種單胞的不同排列組合復合材料格柵夾芯板,并且工藝簡單,脫模容易。
本發明涉及陶瓷基復合材料領域,具體為一種釔硅氧氮-氮化硼(Y4Si2O7N2-BN)陶瓷基復合材料的原位制備方法。該復合材料由釔硅氧氮和氮化硼兩相組成,按體積百分比計,復合材料中氮化硼的含量為5~95%,余量為釔硅氧氮。以氧化釔粉、氧化硅粉、氮化硅粉和BN粉為原料,料粉經過球磨1~24小時,烘干過篩后,裝入石墨模具中,以10~15MPa冷壓,之后在通有氮氣作為保護氣氛的熱壓爐中以5~40℃/min的升溫速率升至1500~1700℃保溫0.5~1小時,接著以5~40℃/min的升溫速率升至1800~2100℃保溫1~3小時,熱壓壓力為10~40MPa。本發明可以在短時間內熱壓燒結出純度高、致密度好、強度高、熱導率低的釔硅氧氮-氮化硼陶瓷基復合材料。
本發明屬于非晶復合材料設計與制備技術,具體為一種非晶態合金球形粒子/晶態合金基復合材料及其制備方法,解決增大晶態合金基體強度等問題。非晶態合金球形粒子/晶態合金基復合材料包括合金元素M和N形成的難混溶合金M-N,以及添加的其他合金元素,添加的其他合金元素與合金元素N混溶形成富N非晶態球形粒子,富N非晶態球形粒子彌散分布于富M晶態合金基體中。合金熔體在發生玻璃轉變之前,先發生液-液相變,生成富M的基體液相L1和富N的球形液滴L2,其中一液相L2以球形液滴形式分布于另一液相L1基體中;在隨后快速冷卻過程中,液相L2發生玻璃轉變,凝固后球形粒子彌散分布于基體中,形成非晶態球形粒子/晶態合金基體型復合材料。
本發明公開了一種復合材料管狀蜂窩曲面的超聲輔助磨削加工方法,具有如下步驟:將復合材料管狀蜂窩固定在工裝上,將杯形砂輪安裝到超聲刀柄上,將超聲刀柄安裝到機床主軸上;在超聲振動作用下沿刀軌對復合材料管狀蜂窩曲面進行粗加工,獲得具有階梯形狀的復合材料管狀蜂窩構件;換用球頭砂輪,將球頭砂輪安裝到超聲刀柄上,將超聲刀柄安裝到機床主軸上,在超聲振動作用下沿刀軌對復合材料管狀蜂窩曲面進行精加工,去除階梯和剩余加工余量,獲得高質量的復合材料管狀蜂窩構件加工曲面。本發明采用超聲輔助磨削加工方法,具有加工損傷少、加工質量好、加工精度高、磨屑不容易堵塞砂輪的優點,可以實現復合材料管狀蜂窩的低損傷高面形精度加工。
本發明提供了一種提高鋁基復合材料可焊性的攪拌摩擦焊接工藝,在軟狀態下直接進行鋁基復合材料的攪拌摩擦焊接,然后對焊接后的工件進行強化熱處理,該焊接工藝可明顯改善鋁基復合材料的焊接性能,減少工具磨損,提高復合材料接頭的力學性能。
本發明公開了一種考慮纖維連續的纖維增強復合材料結構布局優化設計方法,屬于復合材料結構優化設計技術領域。該方法為:以纖維增強復合材料結構的單元密度和纖維角度為設計變量,以動態響應最小化為目標函數構建考慮纖維連續的纖維增強復合材料結構優化模型,對纖維增強復合材料結構進行布局優化設計。本發明提出了一種考慮纖維連續性制造約束的纖維增強復合材料結構的動力學布局優化設計方法,保證了纖維增強復合材料結構的布局優化設計中纖維角度的連續性,并且復合材料結構優化設計能夠獲得良好的動力學性能,具有良好的工程應用價值。
本發明涉及塊體非晶復合材料的制備技術,具體為一種不銹鋼細管增強非晶合金復合材料及其制備方法,尤其是擁有良好力學性能的Zr基塊體非晶復合材料的制備方法。不銹鋼細管作為添加材料,添加于非晶合金基體中,不銹鋼細管體積百分比為:18%~50%;非晶合金基體中分布著均勻的不銹鋼細管,在不銹鋼細管中形成非晶合金絲。與單純的塊體非晶相比,這種復合材料的塑性指標有了明顯提高,對于非晶材料的應用具有重要意義,相較于Zr基塊體非晶的近乎零的壓縮應變,這種復合材料的壓縮應變最高可達18%,從而為Zr基非晶的應用鋪平道路。
大豆蛋白增強橡膠復合材料的制備方法,涉及一種橡膠復合材料的制備方法,大豆分離蛋白0-10份,促進劑1-1.5份,防老劑1-4份,氧化鋅3-5份,偶聯劑0-3份,硬脂酸2-4份,硫黃1-3份,炭黑50-40份,不飽和橡膠100份;大豆蛋白原料中蛋白質含量在65-95%;大豆蛋白原料,60-80℃干燥24小時。本發明大豆蛋白分子功能性官能團較多,表面反應能力較強,能較容易與橡膠基體發生作用,有利于改善橡膠復合材料的加工性能和力學性能。用這種補強劑制成的橡膠復合材料3-1份,與純炭黑增強橡膠復合材料比較抗拉強度增加,300%定伸應力增加,磨耗體積得以降低,因此,具有較強的推廣和應用價值。
一種原位合成金屬基復合材料的方法,根據欲制備的復合材料的基體和預期的強化相,合理設計成分,配制混合粉末;然后通過機械合金化(球磨)的方法使原料粉末細化、活化,形成反應擴散耦;熱分析確定原位反應發生的溫度區間,根據此溫度,在真空或氬氣保護的條件下,將由球磨粉末模壓成型的預制塊燒結成微米級顆粒強化的金屬基復合材料。本發明的優點:在低溫條件下(基體合金熔點附近)即可原位合成微米級顆粒強化金屬基復合材料,解決了外部引入增強體強化的金屬基復合材料性能方面的缺點和合金熔體內原位自生強化相的方法面臨的高溫和防護問題,便于實現產業化。
一種對濕度變化敏感的導電水凝膠復合材料及器件和制備方法,涉及一種智能材料及器件和制備方法,該導電水凝膠復合材料及器件的其制備方法包括導電填料分散、原位聚合、澆筑定型和電極修整四個步驟;其導電水凝膠復合材料及器件包括對濕度敏感的水凝膠、導電填料和助劑。制得的導電水凝膠復合材料及器件在響應環境水分變化過程中,可對外界濕度變化做出敏感的響應。本發明的導電水凝膠復合材料及器件可在生物醫學、流體控制、擴散滲透、智能機械等領域得到實際的應用。
本申請提供了一種航空發動機復合材料靜子葉片承載能力試驗考核方法,包括:獲取所述復合材料靜子葉片的設計輸入;根據設計輸入確定所述復合材料靜子葉片在實際工作狀態下的應力應變分析結果,根據所述應力應變分析結果確定所述復合材料靜子葉片的考核部位及加載方案;所述考核部位選取葉片應力應變分析結果中應力或應變最大位置、安全裕度最低位置和應力突變位置中至少一個,所述加載方案包括加載方式、約束方式及試驗載荷;根據加載方案對所述復合材料靜子葉片進行靜強度試驗,判定所述復合材料靜子葉片的考核部分是否滿足要求。該方法能夠更有效、更直接的反映靜子葉片的承載能力和設計裕度,進而確定靜子葉片是否滿足發動機設計要求。
本發明是關于一種銀鐵復合材料及其制備方法,涉及金屬復合材料技術領域。主要采用的技術方案為:所述銀鐵復合材料的制備方法包括如下步驟:將原料粉末模壓成型為坯塊;其中,原料粉末為鐵粉或銀鐵混合粉;其中,模壓成型的壓力為10?25MPa,保壓時間為10?30分鐘;將坯塊、銀塊或銀合金塊放置在一起得到混合塊;在保護氣氛下,對混合塊進行加熱,升溫至設定溫度,并在設定溫度下保溫設定時間,冷卻后得到銀鐵復合材料。其中,設定溫度高于銀或銀合金的熔點,且低于鐵的熔點。本發明主要用于要用于以簡單、可靠的工藝制備了一種銀鐵復合材料,且所制備的銀鐵復合材料的成分均勻,具有良好的導電性、電磁屏蔽性和加工性。
本發明公開一種鈦基復合材料及其制備方法。該方法可以減少復合材料中雜質元素的含量,大幅度降低復合材料的成分不均勻性,降低高體積分數(增強相體積分數大于15%)鈦基復合材料的熔煉難度。具體為:真空自耗電極電弧凝殼熔煉爐使用的鈦基復合材料電極采用粉末冶金工藝方法制備。將制備鈦基復合材料的原料利用罐磨機進行真空混料,再將混好的材料倒入預先制備好的金屬包套進行真空焊接封裝,并檢查焊接后包套是否漏氣。再將封裝好的包套進行熱等靜壓工藝處理。將熱等靜壓后得到的電極錠利用機械加工和酸洗的方法去除金屬包套,將多個制備好的電極錠焊接成為真空自耗電極電弧凝殼爐使用的電極,利用真空自耗電極電弧凝殼爐進行真空離心澆注鑄件。
本發明的一種通過復合材料定量采集水環境中苯酚的方法,步驟為:(1)制備能夠快速、高效結合苯酚分子的納米零價鐵?碳基復合材料;(2)將納米零價鐵?碳基復合材料置于能夠有效控制苯酚分子擴散、不與苯酚分子發生化學作用、不能泄漏復合材料的水凝膠或具有一定孔徑的膜內。在一定時間內,利用待測水系中苯酚在膜或水凝膠的擴散作用,使擴散進入內側的苯酚立即被復合材料所結合,從而在膜或水凝膠的內外兩個界面之間形成一個恒定的濃度梯度;復合材料上的納米零價鐵可以保護所累積的苯酚不受水環境中溶解氧和其他氧化性物質的影響,避免了在采樣過程中苯酚不穩定的問題。
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