本发明涉及一类兼具拉伸塑性和剪切变形方式的Ti基非晶内生复合材料,包括其微观结构特征、变形机制与制备方法,属于非晶合金及其复合材料领域。该类Ti基非晶复合材料的微观组织特点为:内生亚稳β‑Ti相分布于非晶基体中。在拉伸载荷作用下,该类Ti基非晶复合材料屈服后,具有拉伸塑性和加工硬化能力。该类非晶复合材料经过最高抗拉强度后,表现为加工软化的特征,并伴随着逐渐明显的锯齿流变行为,其微观变形机制为内生β相中产生ω‑Ti带,ω‑Ti带与非晶基体中剪切带具有相同的厚度。这种剪切带与ω‑Ti变形带的协同剪切变形会迅速贯穿局域β枝晶,但会被附近取向不同的β枝晶所抑制,导致应力应变曲线上出现锯齿行为。
一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料及其制备方法,属于金属基复合材料领域。该氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法为:将氧化石墨烯溶液、铝基粉材、球磨球、溶剂加入球磨罐中进行湿法球磨,得到氧化石墨烯铝基复合粉材;将其作为原料,采用激光沉积制造(LDM)方法制得氧化石墨烯铝基复合材料。该制备方法通过低温湿法球磨,利用合金粉材与球磨球的协同作用达到氧化石墨烯附着在粉材表面的效果,使氧化石墨烯均匀有效分散在铝基体中,并保证氧化石墨烯不与铝基体发生反应,实现了氧化石墨烯铝基复合材料激光沉积制造的可行性并增强了其机械性能。
本发明属于复合材料和抗辐照损伤结构材料领域,具体为一种抗辐照损伤金属纳米晶/碳纳米管复合材料及其制备方法。复合材料由自支撑CNT基体以及均匀附着在其表面生长的金属纳米晶构成,相邻纳米晶粒成取向差为1~10°的小角度倾转晶界,晶粒尺寸≤250nm,孔隙率≥50%。制备方法包括:提供承载和加热功能的样品支架,在加热条件下对其承载的CNT基底进行等离子体清洗处理;将预处理的CNT基底在0.2至2Pa气压(Ar气体),20至800℃的温度下,利用磁控溅射沉积技术制备金属纳米晶/CNT复合材料。该复合材料的厚度、成分、孔隙率等均可调控,具有高密度纳米尺度孔隙,较高的电导率和弯曲柔韧性能,在高能粒子辐照下,表现出良好的抗损伤性能和结构稳定性。
金属熔体无压浸渗陶瓷预制块制备镁基复合材料是一种低成本、快速高效、近终成形的制备方法,由于陶瓷与金属体系间的润湿性不好,导致浸渗过程很难发生甚至不能发生。本发明针对该问题提供了一种陶瓷颗粒增强镁基复合材料及其制备方法,通过向陶瓷预制块中添加少量高熔点且与镁熔体不互溶的第三相组元金属Ti作为镁熔体浸渗诱发剂,有效改善B4C/Mg复合材料体系的润湿性,制备出B4C/Mg系超轻高抗磨性陶瓷颗粒增强镁基复合材料。方法为将B4C粉、Ti粉和粘合剂机械混合均匀冷压成陶瓷预制块,将陶瓷预制块和纯镁锭放入电炉中加热,纯镁锭熔化后在毛细管力作用下浸渗到陶瓷预制块内的孔隙中,制得陶瓷颗粒增强镁基复合材料。
本申请属于飞机复合材料结构外场损伤维修方案推送设计技术领域,具体涉及一种飞机复合材料结构外场损伤维修方案推送系统,包括:外场损伤类型管理模块,用以保存飞机复合材料结构的多种外场损伤类型;维修方案库管理模块,用以保存多种维修方案,各种维修方案与各种外场损伤类型相关联;外场损伤信息获取模块,用以获取飞机复合材料结构的外场损伤信息;维修方案分析推送模块,对外场损伤信息进行分析,得到与该外场损伤信息相对应的外场损伤类型,推送与该外场损伤类型相关联的维修方案。以及,涉及一种基于上述飞机复合材料结构外场损伤维修方案推送系统实施的飞机复合材料结构外场损伤维修方案推送方法。
一类含难熔金属颗粒的镧基非晶态合金复合材 料,其特征在于复合材料的成分为:体积百分比,AxBy,x=5~80,y=20~95,x+y=100;其中A为W、Mo、Ta、Hf、Nb、WC、TaC、NbC难熔金属颗粒中的任一种或多种,颗粒的尺寸为10nm至100μm;B为构成复合材料基体的多组元镧基非晶态合金,非晶态合金在发生晶化转变之前出现有明显的玻璃转变,过冷液态温度区间的宽度ΔTx大于30℃。在难熔金属颗粒含量小于50%的复合材料中,难熔金属颗粒弥散分布于镧基非晶态合金基体上,所形成的复合材料比单一非晶相的合金具有更高的强度和更好的热稳定性;在难熔金属颗粒含量大于50%的复合材料中,镧基非晶态合金可作为难熔金属颗粒的结合体,将其结合成为块体材料。
本发明属于颗粒增强金属基复合材料成分分析技术领域,具体涉及一种陶瓷颗粒增强体在陶瓷颗粒增强金属基复合材料中体积分数的测量方法,解决现有技术中由于未获得复合材料的真实体积,导致增强体颗粒的宏观含量不够准确等问题。采用密度测量和溶解法两者相结合的方法:通过考虑复合材料中孔隙率的影响,测量复合材料的真实密度,获得复合材料的真实体积;而溶解法能够获得增强体颗粒的宏观真实体积,最终得到实际的增强体颗粒在复合材料中的体积百分含量。运用本发明方法测量增强体颗粒在复合材料中的体积百分含量具有结果真实准确、操作简便实用的特点,对于精确控制增强体颗粒在金属基复合材料中的含量,获得成分稳定可靠的材料具有实际意义。
碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料制备方法,是为了解决现有树脂基纤维增强复合材料存在易燃、燃烧速度快,不易熄灭,所产生有毒气体污染环境等不安全因素;且在复合材料中加入碳纳米管等纳米材料虽可改善其阻燃性,但其阻燃防火特性与碳纳米管等纳米材料的分散性及含量影响复合材料的整体力学性能等技术问题而设计的。本方法将至少一种阻燃材料加入到碳纳米纸结构中,再用碳纳米纸结构作为复合材料的阻燃外表层,形成碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料。有益效果:具有非常好的阻燃特性,将多种阻燃材料加入到碳纳米纸结构中,大大提高了复合材料的阻燃防火特性。与未加碳纳米纸的复合材料相比,碳纳米纸阻燃复合材料的点燃时间可降低10-30%以上,峰值热释放速率降低15-45%以上,烟释放总量降低10-30%以上。
为了改善复合材料的硬度、耐磨性,设计了一种反应熔渗法制备的C/C‑ZrC‑Cu复合材料。采用丙烯,PAN基炭纤维为原料,所制得的反应熔渗法制备的C/C‑ZrC‑Cu复合材料,其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。其中,用Cu‑Zr混合粉末作为熔渗剂,复合材料的物相组成为ZrC,Cu,C及残留的Zr相。随渗剂中Zr的质量分数增加,ZrC的含量先增加再减少,残余Zr相的含量增加,Cu相的含量降低。ZrC相存在2种分布形态:部分ZrC在炭纤维周围聚集形成ZrC包覆层,部分ZrC颗粒弥散分布在基体的富Cu相内。Zr质量分数增加到60%时,复合材料的硬度和抗弯强度最高,分别为181和294MPa。C/C‑ZrCCu复合材料的弯曲断裂为假塑性断裂,随Cu相含量提高,基体韧性断裂特征更加明显。本发明能够为制备高性能的C/C‑ZrC‑Cu复合材料提供一种新的生产工艺。
本申请属于复合材料层合板冲击损伤评估领域,具体涉及一种复合材料层合板冲击损伤评估方法,包括:当量化复合材料层合板冲击损伤的凹坑区域;当量化复合材料层合板冲击损伤的凹坑损伤区域;当量化复合材料层合板冲击损伤的分层损伤区域;基于当量化的凹坑区域、凹坑损伤区域、分层损伤区域构建复合材料层合板冲击损伤有限元分析模型,对复合材料层合板冲击损伤进行评估。
本发明的一种纤维增强复合材料梁的高精度损伤定位方法,包括:建立纤维增强复合材料梁的多质点集中质量模型;根据质量块划分准则确定幂指数最小值与划分质量块数量;搭建激光扫频测试系统并测试所述复合材料梁的固有频率和振型向量;利用理论计算获得复合材料梁在损伤前的固有频率和振型向量,获得复合材料梁的损伤前的刚度矩阵;利用实验测试获得的复合材料梁的固有频率、振型向量和损伤前的刚度矩阵得到残余力向量,初步确定损伤质量块的位置坐标;根据损伤位置偏差系数判别准则,判断该损伤位置是否满足定位精度要求,如果不满足则提高多质点集中质量模型的质量块划分数量,重新确定损伤质量块的位置坐标,直到损伤位置满足定位要求。
本发明涉及金属基复合材料和焊接领域,特别提供了一种由金属陶瓷与合金工具钢采用真空钎焊连接技术制备的复合式搅拌摩擦焊接工具,该焊接工具适用于颗粒增强金属基复合材料的搅拌摩擦焊接。所述焊接工具的轴肩和搅拌针采用高强耐磨金属陶瓷材料,而夹持端采用合金工具钢,焊接工具由两种材料通过真空钎焊连接构成。所述焊接工具用高强耐磨金属陶瓷材料是以陶瓷颗粒为增强相,以耐热金属合金为粘结相,通过粉末冶金真空烧结方法制备。本发明的复合式焊接工具与传统钢质焊接工具相比,在搅拌摩擦焊接颗粒增强金属基复合材料时,其耐磨性和使用寿命可提高100倍以上,且不会引入杂质污染焊缝,可获得高的焊缝强度系数和高的焊缝表面质量。
本发明属于复合材料制备领域,具体涉及一种利用冷气动力喷涂低温下快速制备Al基B4C复合材料的方法。首先按照预定的化学配比将铝或铝合金和B4C粉末混合,随后采用冷气动力喷涂的方法将不同化学配比的铝或铝合金/B4C复合粉末直接喷涂沉积形成块体Al基B4C复合材料,之后可对制备的复合材料进行热处理或热等静压处理,改善复合材料的力学性能。本发明制备的Al基B4C复合材料,制备温度在600℃以下,Al和B4C颗粒之间不会存在界面反应。
本发明风沙环境下旋翼无人机复合材料桨叶可靠性试验装备,包括装备本体,风向调节装置,沙子导向装置、激光测振装置和沙子循环装置,本发明通过多普勒激光测振仪发射激光束,经由激光导向管射向第一反光镜,利用光的反射原理水平射向第二反光镜,第二反光镜的激光束经由椭圆状薄壁反光镜反射射向复合材料桨叶测点位置,通过旋转椭圆状薄壁反光镜实现对复合材料桨叶测点的全局扫描,通过驱动电机控制激振频率进而控制沙子的流量及流量阀和扇叶控制气流大小和方向,实现本发明在风沙环境下对复合材料桨叶多个测点的测量,获取满足在风沙环境下工作的复合材料桨叶,避免因复合材料桨叶破坏、损坏致使多旋翼无人机无法正常工作,甚至酿成安全事故。
一种制备聚苯胺复合材料的方法属于化工技术领域,该复合材料是聚苯胺/金/二氧化锰复合材料,该复合材料使用聚苯胺与氯金酸、高锰酸钾和高锰酸钾直接反应制备而成。并可以通过调节氯金酸和聚苯胺的质量之比来调节聚苯胺/金/二氧化锰复合材料中金纳米和二氧化锰的颗粒和分布,制备的聚苯胺复合材料可以用作超级电容器的电极材料。
本发明公开了一种介孔石墨烯负载银纳米粒子复合材料及其制备方法和应用。所述的介孔石墨烯负载银纳米粒子复合材料是首先采用浸渍法直接将银纳米粒子负载到石墨烯上,获得石墨烯负载银纳米粒子复合材料;再将石墨烯负载银纳米粒子复合材料进行高温烧结,而获得的复合材料;按重量百分比,银纳米粒子的负载量为1%~20%。本发明合成过程简便,反应过程易控,且所制备的介孔石墨烯负载银纳米粒子复合纳米材料表现出优异的催化抗菌性能。
本发明公开一种具有近红外光催化效果的复合材料的制备方法。以氧化钇、氧化铥、氧化镱、氟化铵等为原料,通过简单的水热方法制得YF3:Tm3+、Yb3+上转换发光材料;以硝酸银和氢氧化钠为原料,通过化学沉淀的方法制得YF3:Tm3+、Yb3+/Ag2O复合材料;通过光沉积方法制得YF3:Tm3+、Yb3+/Ag2O@Ag复合材料。通过本发明的方法制备的催化剂稳定性好,化学性质稳定,可以重复使用。利用它可在可见光和近红外光照下降解有机污染物,在环境净化中具有重要的实用价值。
本发明公开了一种基于rGO‑SnO2纳米复合材料的NO2气敏元件及其制备方法,属于石墨烯‑金属氧化物复合材料气敏元件技术领域。所述气敏元件主要由电极元件和均匀涂覆在电极元件上的rGO‑SnO2纳米复合材料组成,所述rGO‑SnO2纳米复合材料的微观形貌为在还原氧化石墨烯片层上均匀生长着SnO2纳米球,所述SnO2纳米球直径为40~70nm,为四方锡石相结构。本发明采用一步水热法制备出比表面积大、电阻率低、分散性良好的rGO‑SnO2纳米复合材料,然后将rGO‑SnO2纳米复合材料作为气敏涂层制备出NO2气敏元件。该气敏元件有效地解决了传统NO2气敏元件工作温度较高及石墨烯类气敏元件灵敏度较低、恢复时间较长等问题,具有较好的应用价值和发展前景。
本发明涉及一种二硼化钛基陶瓷复合材料及其制备方法。其相组成至少包括TiB2、TiC、Ti和(TiO1.20)3.12,其制备方法为将碳源、TiB2粉末和无水乙醇混合均匀,烘干去除无水乙醇,制成TiB2混合粉体;将所述TiB2混合粉体模压成形、干燥、或干燥后碳化,获得TiB2‑C素坯;用Ti、Al2O3和NH4Cl的混合粉末埋住TiB2‑C素坯及Ti块,进行真空熔渗,获得二硼化钛基陶瓷复合材料。本发明的方法步骤简单、温度要求低,在较低制备成本的条件下能够获得致密度高的二硼化钛基陶瓷复合材料,在制备过程中样品尺寸变化<1%,属净尺寸烧结;并且本发明的方法能够生产各种形状复杂的产品。
本发明涉及高速列车制动用的摩擦材料领域,具体地说是一种陶瓷/金属双连续相复合材料闸片及其制备方法。按重量分数计,其成份由15%~40%的泡沫碳化硅陶瓷和10%~30%的摩擦组元和75%~30%的金属组成。采用高分子热解结合可控熔渗反应烧结的技术制备出具有三维网络结构的碳化硅泡沫陶瓷、选择合适的摩擦组元填充到泡沫陶瓷网孔内、利用挤压铸造的方法将熔融的铜合金压注到泡沫陶瓷骨架内获得陶瓷/金属双连续相复合材料闸片。复合材料闸片能够与28CrMoV锻钢制动盘配副并具有合适而稳定的摩擦系数、低磨损率、高耐热性、抗热机械损伤能力强、工艺性能好、制造成本低和长寿命等特点,完全满足200~300km/h高速列车制动需求,并对350km/h高速列车制动需求具有良好的竞争优势。
制备金属基复合材料的电流直加热动态烧结热 压炉,由电路控制系统、感应调压器、干式变压器、动态烧结 热压炉和计算机数据采集系统构成。热压烧结模具由普碳钢外 框、模具、陶瓷绝缘层构成,模具采用铁或高纯石墨制成,在 模具内壁嵌有陶瓷绝缘层。采用电流直加热动态烧结热压炉制 备金属基复合材料的烧结工艺中,压力50~60MPa,输入电压 为5~20V,烧结时间为5~20分钟。采用本实用新型的装置 制备金属基复合材料可实现利用低电压、大电流在短时间内对 产品高温烧结的效果,所制备的金属基复合材料具有优良的性 能,抗拉强度、硬度显著优于现有技术制备的产品。
本发明涉及一种复合材料内部缺陷类型自动识别检测方法,步骤为:利用红外热波无损检测设备对复合材料进行检测,生成红外图像;对红外序列图像进行相空间重构,确定复合材料缺陷的位置并分割图像的缺陷区域;对具有缺陷区域的红外序列图像进行相空间重构,进行奇异值分解得到奇异矩阵及左右两个投影矩阵,对上述两个投影矩阵分别进行再次矩阵重构,再次通过奇异值分解提取缺陷时间信息和空间信息的代数特征,构造混合特征向量作为缺陷的特征表征;运用RBF神经网络分类器结果完成识别分类判断。本发明对复合材料的部缺陷实现自动识别检测,对复合材料的损伤类型进行快速的检测,对复合材料的使用情况提供快速检测手段,具有重要的实际意义和研究价值。
本发明涉及电化学涂敷催化剂领域,具体为一种利用电化学原理在MAX多孔材料基体上涂敷厚度可控纳米稀土氧化物或其复合材料催化剂的方法。本发明通过湿化学的方法来制备结构可控的MAX相催化剂载体材料,进一步利用电化学原理在MAX多孔材料基体上涂敷厚度可控催化剂。以汽车尾气催化用纳米稀土氧化物或其复合材料为涂敷目标物,MAX相多孔催化剂载体材料为阴极,电解液为对应的硝酸盐溶液,浓度为0.5-1.5M,以Pt为阳极进行电化学涂敷,获到厚度可控的、纳米颗粒覆盖均匀的纳米稀土氧化物或其复合材料催化剂涂层。本发明通过湿化学方法制备孔径尺寸和孔隙率可控的多孔催化剂载体,并利用基体导电的特性,利用电化学方法对多孔催化剂载体材料进行催化剂涂敷。
本发明涉及一种原位合成铝碳化钛-碳化钛/氧 化铝复合材料及其制备方法。复合材料由氧化铝颗粒增强相、 碳化钛颗粒增强相和铝碳化钛基体组成,其中氧化铝颗粒增强 相的体积百分数为10~53%;碳化钛颗粒增强相的体积百分数 为20~60%,铝碳化钛基体的体积百分数为10-60%。制备 方法:原料为纳米二氧化钛粉、铝粉和石墨粉, TiO2∶Al∶C的摩尔比为3∶ (4.9~5.1)∶(1.8~2.0)。原料粉经物理机械方法混合8~24小 时,装入石墨模具中冷压成型,施加的压强为10~20MPa,在 通有惰性气体保护气氛的热压炉内烧结,升温速率为10~50 ℃/分钟,烧结温度为900~1600℃、烧结时间为0.5~2小时、 烧结压强为20~40MPa。本发明可以在较低温度原位制备出具 有较高强度的 Ti3AlC2- TiC/Al2O3复合材料。
为了改善粉末合金的硬度、耐磨性,设计了一种Mo5Si3‑Al2O3复合材料。用MoO3粉,Mo粉,Si粉和Al粉为原料,所制得的Mo5Si3‑Al2O3复合材料,其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。其中,复合材料组织均匀细小、没有明显的气孔、裂纹等缺陷,晶粒尺寸在3μm之间。复合材料表现出高的烧结致密度、硬度和断裂韧性,且具有优异的抗摩擦磨损性能。随载荷增加,其摩擦因数和磨损率降低。复合材料主要的磨损机理为氧化磨损和从低载荷下的粘着‑剥落磨损过渡到高载荷下的磨粒磨损。本发明能够为制备高性能的Mo5Si3‑Al2O3复合材料提供一种新的生产工艺。
本发明涉及耐超高温陶瓷及其制备技术,特别提供了一种锆铝硅碳-碳化硅复合材料,以及原位反应热压制备锆铝硅碳-碳化硅复合材料的方法。采用一定化学计量比的Zr粉、Al粉、Si粉和C粉为原料,原料经过物理机械方法混合5~50小时,以5~20MPa的压力冷压成饼状,装入石墨模具中,在通有惰性气体作为保护气(或真空下)的热压炉中加热至1600℃~2400℃原位热压反应0.1~4小时,热压压力为20~40MPa。本发明可以在较低温度下、短时间内合成高硬度、高强度、高韧性、耐超高温等性能的锆铝硅碳-碳化硅复合材料,采用本发明方法获得的材料可以在大于1600℃的超高温下使用。
一种强韧性聚丙烯纤维增强水泥基复合材料及其制备方法是涉及一种强韧性聚丙烯纤维增强水泥基复合材料及其制备方法。本发明提供了一种原料易得、成本低、对加工工艺及操作环境要求较低、力学性能稳定、韧性好的强韧性聚丙烯纤维增强水泥基复合材料及其制备方法。本发明的组成及重量配比为:水泥16.7%~52.5%、粉煤灰13.1%~39%、硅砂22.2%~26.3%、水6.6%~16.7%、减水剂1.3%~2.8%、增稠剂0.03%~0.1%、聚丙烯纤维1.47%~2.5%。本发明的制备方法为:将水泥、粉煤灰和硅砂添加到搅拌机的搅拌桶内进行干拌,直到各基体材料搅拌均匀为止;将水加入上述基体材料中搅拌,直到形成均匀的流动性较好的糊状浆体为止;加入减水剂和增稠剂,然后继续搅拌,直到纤维分散均匀为止。
本发明涉及熔体浸渗及凝固技术,具体为一种多功能非晶复合材料制备设备,解决块状非晶合金宏观塑性较低、限制其应用范围等问题。本发明设备具有由上真空腔体和下真空腔体组成的真空室,中间可以通过盲板隔离也可以相互连通。上真空腔体内安装有感应加热线圈,感应线圈内安装坩埚,上真空腔体外面安装有摄像机和红外测温仪。下真空腔体内安装精密控温加热炉,腔体底部为快卸法兰密封口,下真空腔体之外下面安放冷却系统。本发明主要用于制备非晶复合材料,可以精确控制合金熔化和浸渗温度,有利于获得理想的界面结构,提高非晶复合材料的性能。本发明具有多种功能,还可以用来熔炼合金、制备纯非晶样品以及进行真空热处理等。
一种氮化铝增强金属铝的双纳米复合材料,其特征在于:该复合材料为块体材料,是纳米氮化铝和纳米铝的混合物。本发明具有下述优点:1)Al和AlN相互润湿无不良界面反应,AlN-Al相界面结合很好;2)用等离子电弧法通过改变氮化条件,原位生成不同配比的AlN与Al均匀混合的纳米粉体;3)由于Al和AlN的结合形式主要是Al包裹AlN,而Al极易成型;弥散分布的高熔点AlN提高了材料的热稳定性,该双纳米复合材料具有良好热稳定性和成型性能。
一种电子束固化聚芳基乙炔/热硫化硅橡胶复合材料的方法,属于高分子复合材料制备领域。该方法为:将短切碳纤维浸入聚二苯基硼硅氧烷预聚体的浸渍液中,浸渍;在混炼机上,按配比,依次加入各物料,进行塑炼,混合均匀;启动强流脉冲电子束仪器,涡轮分子泵抽真空至真空度≤2.5×10‑2Pa后,采用脉冲电子束辐照固化预固化料,得到聚芳基乙炔/热硫化硅橡胶复合材料。采用强流脉冲电子束辐射固化聚芳基乙炔/热硫化硅橡胶复合材料,具有制备的复合材料碳化率高,交联度大,方法操作简单,耗时短,没有危险的优点,是一种全新的固化聚芳基乙炔/热硫化硅橡胶的方法。
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