本发明涉及镁合金制备技术,具体为一种塑性Fe颗粒增强的镁基非晶态合金复合材料及其制备方法,解决镁基非晶态合金脆性大、易出现脆性断裂等问题,最终获得高强度、高塑性变形能力的镁基非晶态合金复合材料。该复合材料的基体成分为Mg65Cu20Ag5Gd10(at.%),通过在合金熔炼过程中加入不同体积百分数的Fe颗粒,在保持非晶态合金形成能力不变的条件下,可明显提高复合材料的强度和塑性;该复合材料可通过感应熔炼和铜模浇铸的方法制备。与传统的非晶态合金相比,该复合材料的塑性指标有了明显的上升,克服了典型非晶态合金脆性断裂的缺点,具有一定的实用价值。
本申请属于飞机强度设计领域,特别涉及一种复合材料翼面蒙皮优化设计方法。方法包括:建立第一复合材料翼面蒙皮优化模型,将复合材料翼面蒙皮模型定义为具有典型角度的铺层,将铺层工艺以及应变作为约束对第一复合材料翼面蒙皮优化模型的各个角度的蒙皮铺层形状进行优化;建立第二复合材料翼面蒙皮优化模型,对第二复合材料翼面蒙皮优化模型的蒙皮铺层厚度进行优化;建立第三复合材料翼面蒙皮优化模型,对第三复合材料翼面蒙皮优化模型的蒙皮铺层顺序进行优化;通过稳定性以及颤振分析对蒙皮铺层厚度以及蒙皮铺层顺序的优化结果进行校核,判断校核结果是否满足设计要求,若否,则返回步骤二,重复步骤二、三、四,重新进行优化以及校核。
本发明涉及复合材料制备技术,具体地说是一种制备连续SiC纤维增强Ti合金基复合材料的方法。它以聚苯乙烯为粘结剂、二甲苯为溶剂,与Ti合金粉末混合后制备预制带,SiC连续纤维缠绕制成纤维布,二者经除气后升温至热压温度热压得到板状复合材料样品。本发明为低成本制备连续SiC纤维增强Ti合金基复合材料提供了一条可行的技术路线,以价格相对低廉的合金粉末和聚苯乙烯粘结剂为原料,可在简单的设备上制备;制备过程无污染、无材料性能的副面影响;另外,它简单易行、应用范围广。
本发明属于高分子复合材料领域,特别涉及一种以新型纳米碳材料——石墨烯为填料的耐磨损硬质复合材料及其制备方法。该复合材料是由聚合物基体和石墨烯熔融共混、热压构成的硬质复合材料板,首先将石墨烯与聚合物基体及稀土稳定剂混合均匀,再用转矩流变仪熔融共混得到块体复合物,最后经平板硫化机热压得到硬质复合板材,二维石墨烯纳米碳材料在复合材料中的含量为0.1~3wt%。以炭材料为填料的聚合物基复合材料具有重量轻、易加工、耐腐蚀以及耐摩擦等特点在国防工业和汽车领域有着广泛的应用。本发明可以满足航空、航天、汽车、机械等领域对现有高性能聚合物复合材料越来越高的摩擦学性能的要求,且该复合材料制备工艺简单,易于实现工业化规模生产。
一种基于Mar‑Lin模型的含大损伤飞机复合材料结构剩余强度分析方法,属于飞机复合材料主结构损伤容限设计领域和符合性认证领域。该方法基于复合材料低级别断裂试验结果数据,利用数据拟合方法确定复合材料的断裂韧性和奇异性指数n,从而建立复合材料剩余强度Mar‑Lin模型,利用外推法对Mar‑Lin模型进行扩展,完成大尺寸裂纹剩余强度确定。应用一套特定的有限元模拟方法对复合材料结构及裂纹类型进行模拟并进行有限元求解,求得裂纹尖端载荷和临近节位移数据,然后应用能量法对有限元分析结果进行求解,求得裂纹尖端能量释放率,最后利用不同构型能量释放率求得结构几何影响因子,利用几何影响因子和Mar‑Lin模型确定要分析结构剩余强度,进而判断剩余强度是否满足要求,完成大损伤损伤容限分析。能够评估复合材料结构设计风险和可靠度。
本发明涉及Y2Si2O7/ZrO2陶瓷复合材料的制备技术,具体为一种大块致密配比精确可控的Y2Si2O7/ZrO2陶瓷复合材料的制备方法。该制备过程由两步组成:(1)先制备Y2Si2O7陶瓷粉末,以Y2O3和SiO2混合物为原料,制备单相Y2Si2O7陶瓷粉末;(2)再在Y2Si2O7陶瓷粉末中加入预定体积份数的氧化锆粉末;上述两种粉末混合后,经球磨混合均匀,再将粉末成型得到生坯进行无压烧结,烧结温度为1100~1600℃,烧结时间为0.5~2小时,烧结后得到致密的Y2Si2O7/ZrO2陶瓷复合材料,密度为理论密度的85~100%。本发明可以在无压烧结下制备出具有精确配比、高致密度的大块Y2Si2O7/ZrO2陶瓷复合材料。该材料可以用作高温热障/环障/抗氧化涂层材料的靶材或原料,也可以作为高温结构材料、抗磨损材料等,在航空、航天方面有着广泛的应用前景。
本发明公开了一种碳纤维复合材料的倾斜行星螺旋铣孔方法,包括如下步骤:控制刀具围绕其中心轴线高速自转,控制刀具使其中心轴线围绕公转轴心线做公转运动;刀具的中心轴线与公转轴心线设置倾斜角φ,固定待加工的碳纤维复合材料,利用所述刀具沿公转轴心线方向对碳纤维复合材料进行铣孔。本发明还公开了一种碳纤维复合材料的倾斜行星螺旋铣孔装置。本发明在对碳纤维复合材料进行铣孔时,加工角度不是垂直于加工面的,因此,刀具与碳纤维复合材料接触面的中心点相对运动速度不为零,从而减小铣孔的阻力,增加加工效率并改善毛边和分层的问题。
本发明涉及一种碳/陶防热复合材料及制备方法, 其复合材料的重量%比为:C鳞片25~65,陶瓷粉 SiC+B4C为30~60,其中SiC∶ B4C=5∶1, TiO2为5~13,采用丙酮酚醛树 脂作粘结剂,加入量为物料总重量的6~14%,按上述配方进 行机械混合,在15~25MPa压力下模压成型,之后,热压烧 结:先真空升温1400℃~1500℃,保温30~60分钟;之后, 在真空条件下或在氩气氛下继续升温到1950~2100℃时,保 温,进行热压烧结,热压压力为30~50MPa,保温、自然冷却 至室温,卸压获取产品;本发明C-SiC- B4C- TiB2碳/陶复合材料,具有轻质、 高强、高韧、耐磨、耐高温、抗热震、抗氧化等优点。主要用 作航天载体防热系统中温区和高温区表面隔热材料以及其它 更广泛相关领域。
一种金属基复合材料的铸造工艺,适合于在熔化态具有导磁特性的金属基复合材料如Al基、Cu基、Mg基、Ti基、Fe基、Ni基等,包括材料熔炼及将熔体倒入铸型等步骤,其特征在于熔体倒入铸型后,立即或依合金不同在熔体处于两相区温度时,给熔体加旋转磁场或线性行波磁场进行电磁搅拌工艺参数为:磁场强度为0.1~1特斯拉。本发明可以提高铸造型金属基复合材料的综合性能。
本发明公开了一种改性钛碳化铝复合材料、制备方法及应用,其中,所述改性钛碳化铝复合材料由复合粉体经成型、烧结而成,其中,所述复合粉体按重量比包括:Ti3AlC2粉体:20‑60%,铜粉:60%‑30%,铜锡合金粉:10%‑20%。该改性钛碳化铝复合材料采用铜锡合金,对钛碳化铝进行改性,通过固溶在铜中的锡与钛碳化铝在高温条件下形成固溶互扩散效应,可改善铜与钛碳化铝的界面结合强度,增强复合材料间的界面强度,提高整体复合材料断裂韧性和耐摩擦性能,该材料可应用于受电弓滑板。
本发明公开了一种碳/碳复合材料表面中低温长时间抗氧化涂层的制备方法,属于碳/碳复合材料抗氧化技术领域。首先采用化学气相沉积工艺在碳/碳复合材料表面沉积高结晶性碳化硅作为过渡内涂层;以氧化硼、碳化硼、二氧化硅和氧化铝为涂层原料,硅溶胶为粘接剂,采用涂刷-烧结工艺在碳化硅内层上制备B4C-B2O3-SiO2-Al2O3外层,最终在碳/碳表面制得SiC/B4C-B2O3-SiO2-Al2O3复合抗氧化涂层。本发明所述涂层可以在600-1000℃实现对碳/碳复合材料长时间抗氧化,氧化失重率小于1%。通过扫描电镜观察发现,该涂层可以在使用环境下自发形成致密的玻璃相,起到氧化防护作用。
本发明属于航空复合材料技术领域,涉及一种连续纤维增强复合材料基本力学性能参数的预测方法,尤其涉及能够应用在连续纤维增强金属基复合材料的基本力学性能参数的预测。本发明提供了一种基于周期性边界条件(应力和位移连续)建立代表性体积元(RVE)模型,并结合基体横向拉伸应力集中系数表征,对连续纤维增强复合材料纵向杨氏模量、纵向泊松比、横向杨氏模量、横向泊松比、纵向剪切模量、横向剪切模量和横向拉伸强度等基本力学性能参数进行预测的方法,该方法可实现准确预测连续纤维增强金属基复合材料基本力学性能参数;此外,该方法亦可应用于连续纤维增强树脂基复合材料、连续纤维增强陶瓷基复合材料基本力学性能参数的预测。
一种原位合成Mg2Si/Al复合材料,通过搅拌铸造法制备了Mg2Si/Al原位复合材料,Mg2Si在复合材料中呈白色树枝状,增强颗粒细小.均匀分布在基体中,增强相与基体的界面清洁,无污染;Si和Mg完全反应生成了Mg2Si,少量Mg还和Al反应生成了Mgl7All2,微量Mg以固溶体形式存在于复合材料中。Mg2Si/Al复合材料的显微硬度、耐磨性和阻尼性均得到了显著提高,其中Mg2Si含量为10%时,该复合材料相对纯铝的显微硬度提高了1.71倍,耐磨性提高了2.42倍,阻尼性提高了9.85倍。
一种杜仲橡胶与木质素复合材料的制备方法,涉及一种复合材料的制备方法,采用含木质素和杜仲橡胶的天然杜仲植株组织的粗提取物直接制备一种新型木质素/杜仲橡胶复合材料的方法。由于杜仲橡胶在常温下的橡塑二重性,使制得的复合材料具有一定的硬度、抗拉强度与韧性,又具有一定的断裂伸长率。含有木质素的杜仲粗胶经粉碎、塑炼及硫化后所制备的成品,在外观结构和功能上具有部分传统木塑复合材料的特点,可以部分取代传统木塑复合材料作为外墙挂板,非承重结构的装饰材料,仿皮革材料等。
本发明涉及陶瓷基复合材料及制备方法,具体为一种碳化锆钛颗粒增强硅铝碳化钛锆基复合材料及其制备方法。采用原位合成的碳化钛锆颗粒增强硅铝碳化钛锆固溶体,其中碳化钛锆颗粒增强相的体积百分数为5~30%;制备方法:首先,以钛粉、锆粉、硅粉、铝粉和石墨粉为原料,经物理机械方法混合10~25小时,装入石墨模具中冷压成型、施加的压强为5~20MPA,在通有保护气氛的热压炉内烧结,升温速率为5~50℃/分钟,烧结温度为1400~1650℃、烧结时间为0.5~2小时、烧结压强为20~40MPA。本发明可以在较低的温度下、较短的时间内制备出具有高纯度、高致密度、高硬度、高韧性、高温力学性能优异等综合性能优越的碳化锆钛颗粒增强硅铝碳化钛锆基复合材料。
本发明涉及一种原位合成硅化钛 (Ti5Si3)颗粒增强铝碳化钛 (Ti3AlC2)基复合材料及其制备方法。通过加入一定量的硅,制备 出不同体积比的 Ti3AlC2/Ti5Si3复合材料,其中硅化钛颗粒增强相的体积百分数为 10~40%。具体制备方法是:首先,以钛粉、铝粉、硅粉和石 墨粉为原料,Ti∶Al∶Si∶C的摩尔比为3∶(1.1-x)∶x∶ (1.8~2.0),其中x为0.1~0.5。原料粉经物理机械方法混合8~ 24小时,装入石墨模具中,施加的压强为10~20MPa,在通 有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1400~1600℃,烧结时间为0.5~2小时,烧结压强 为20~40MPa。本发明可以在较低的温度和较短的时间内制备 出具有高纯度、高强度的铝碳化钛/硅化钛复合材料。
本发明涉及一种硼化钨钛基核屏蔽复合材料及其制备方法,复合材料包括硼化钨和钛元素,且在硼化钨与钛界面有针状的硼化钛增强相。其制备方法是将将硼化钨粉体和含钛粉体混合,加入有机溶剂进行球磨混料,之后干燥,将干燥后的粉体放入石墨模具中,进行真空热压烧结得到致密的硼化钨钛基核屏蔽复合材料。本发明提供的硼化钨钛基核屏蔽复合材料的制备方法,在真空热压烧结过程中,钛会与硼化钨中的硼元素发生反应,在硼化钨于钛元素界面生成针状的硼化钛,在界面生成的硼化钛增强了硼化钨钛基复合材料的力学性能;其烧结温度低,成本大大降低。提供的硼化钨钛基核屏蔽复合材料,对于伽马射线和中子的屏蔽能力优于传统的铝基碳化硼/钨复合屏蔽材料。
本发明属于复合材料技术领域,具体涉及一种利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法。本发明是将碳纳米纸传感器埋入待测聚合物基复合材料预浸料的内部,得到固化过程的碳纳米纸电阻变化‑温度‑时间关系曲线,对固化冷却阶段的碳纳米纸电阻变化‑温度曲线进行线性拟合,得到冷却阶段的碳纳米纸的电阻温度系数,同时利用DSC法测量在标准固化工艺制度下聚合物基复合材料的固化度,在其他温度下分别获得相应的电阻温度系数和固化度,得到聚合物基复合材料的固化度‑电阻温度系数关系曲线。本发明的技术方案能够布控在复合材料不同位置进行实时在线工程应用监测,具有非常高的精准度和可操作性,同时传感器及解调系统成本低。
本发明公开了一种文冠果果壳/淀粉基可降解木塑复合材料及其型材,属于可降解复合材料技术领域。以文冠果果壳颗粒和全降解淀粉基塑料为原料,将文冠果果壳颗粒和全降解淀粉基塑料按照(60‑90):(10‑40)的重量比例混合均匀,再通过双螺杆挤出机进行共混并挤出造粒,即获得所述文冠果果壳/淀粉基可降解木塑复合材料。将木塑复合材料通过注塑成型、挤出成型或模压成型工艺制备得到文冠果果壳/淀粉基可降解木塑复合材料型材。本发明使用文冠果果壳作为填充物制备木塑复合材料及其型材,大大降低了可降解材料的成本,同时为文冠果果壳的资源利用找寻了新途径,进一步推动了文冠果产业链发展。
本发明属于一种材料的制备方法,特别是涉及一种用含钛高炉渣制备钙钛矿-透辉石复合材料和融雪剂的方法。所用原料有含钙钛矿以重量百分比占12%~27%的含钛高炉渣,通过含钛高炉渣的水淬、干燥和粉磨、柠檬酸溶液溶解反应和过滤等工艺步骤,得到钙钛矿-透辉石复合材料和融雪剂。本发明是为了利用大量排放的含钛高炉渣和其它原料制备钙钛矿-透辉石复合材料和融雪剂,以解决环境污染问题、充分利用钛资源并有效利用炉渣潜热的目的。
一种耐蚀耐磨金属陶瓷复合材料塑料切粒刀,其特征在于:所述复合材料切粒刀由耐磨耐蚀金属陶瓷刀刃材料和低合金不锈钢或高强结构钢刀体材料复合构成;所述刀刃材料以TiC颗粒为基体,含有Ni粉25.0~40.0wt.%、Cr粉6.0~10.0wt.%,少量的Al粉和Ti粉,Al粉和Ti粉的总含量低于3.0wt.%。本发明耐蚀耐磨金属陶瓷复合材料塑料切粒刀与钢切粒刀相比,耐用度和使用寿命提高至5~10倍;与钢结硬质合金相比,耐用度和使用寿命提高至1~3倍,并且制造成本与钢结硬质合金相当或略低;另外具有更高的可靠性。
本发明涉及复合材料制备技术领域,具体涉及一种基于增材制造的三维双连通结构复合材料的制备方法。所述三维双连通结构复合材料包括增强相网络骨架和基体填充骨架,所述增强相网络骨架由增强相杆子搭建而成;首先,设计增强相空间形态、体积占比、增强相杆子直径和增强相杆子横截面形状,构建增强相网络骨架和基体填充骨架;然后使用选区激光熔化方法制备增强相网络骨架,然后填充基体粉末,压实、烧结得到所述三维双连通结构复合材料;本发明提出一种基于增材制造的复合材料制备方法,实现3D增强骨架的高度可设计化、定制化,再结合后续烧结工艺,制备出致密无缺陷三维双连通结构复合材料。
本发明涉及一种基于电子束选区熔化的纳米颗粒增强钛基复合材料的增材制造方法,其包括S1、钛基复合材料球形粉末的制造;S2、粉末的筛选;S3、构建数字模型;S4、电子束增材制造;S5、后处理。该方法是直接使用钛基复合材料球形预合金粉末,在高真空、原位退火条件下进行纳米颗粒增强钛基复合材料的增材制造,实现了纳米增强相的原位自生和密集三维网状均匀分布。本发明制造的纳米颗粒增强钛基复合材料,致密度高达99.8%,氧含量低于0.12wt%,增强相的体积分数可达5.0%以上,且力学性能接近常规锻件的水平。因此,本发明提出的方法特别适合高性能纳米颗粒增强钛基复合材料复杂结构零部件的低成本制造。
本发明涉及一种磁性荧光复合材料的制备方法。首先以共沉淀法制备油酸修饰的Fe3O4磁流体;然后以甲基丙烯酸甲酯为单体,利用无皂乳液聚合法制备Fe3O4@PMMA乳液,作为种子溶液;再以N?乙烯基吡咯烷酮和苯乙烯为单体,二乙烯基苯为交联剂,利用乳液聚合法制备具有核壳结构的Fe3O4@PMMA@P(St?NVP)磁性微球;最后通过络合作用和硫脲的热分解法制备磁性荧光复合材料Fe3O4@PMMA@P(St?NVP)@ZnS。得到的磁性荧光复合材料可以对亚甲基蓝进行光催化降解。本发明方法步骤简便,易于操作,得到的磁性荧光复合粒子无荧光猝灭现象。
聚合物基复合材料固化过程的碳纳米纸监测方法,从碳纳米纸上切下一长方形结构,将四探针电阻测量仪固定于碳纳米纸表面,形成一个传感器,将此传感器埋入复合材料内部,按复合材料固化工艺制度固化成型,利用四探针电阻测量仪测量复合材料固化过程中碳纳米纸电阻变化,做出复合材料固化过程的碳纳米纸电阻-温度-时间关系曲线,从曲线突变点即可获得关于凝胶点/时间和树脂固化过程等相关信息,从而用于指导复合材料固化工艺参数的调控。碳纳米纸的三维网络结构与复合材料具有很好的界面结合性能,可与复合材料一体成型,不会影响复合材料结构的力学性能;同时克服了光纤传感器等尺度大,埋入会影响结构性能的问题。
本发明涉及一种锡碳化钛颗粒增强铜基复合材 料及其制备方法。本发明复合材料由锡碳化钛(Ti2SnC)颗粒增强相和铜基体组成,其中Ti2SnC颗粒增强相的体积百分数为5~50%;其制备方法是:首先,将Ti2SnC颗粒和Cu粉末采用物理机械方法均匀混合,然后在真空或惰性气体保护下热压烧结或热等静压烧结,温度750~900℃、压力20~50MPa,烧结时间0.5~2小时,制备成Ti2SnC颗粒增强Cu基复合材料。本发明可制备出具有高强度、高导电性、耐高温和自润滑等综合性能的锡碳化钛颗粒增强铜基复合材料。
本申请提供一种网状增强金属基复合材料的数值模拟方法,包括如下步骤:步骤(1):获取网状增强金属基复合材料和网状增强金属基复合材料基体材料的材料参数;步骤(2):对网状增强的金属基复合材料制成的构件进行宏观工况模拟;步骤(3):采用Voronoi镶嵌法构建网状增强的金属基复合材料的增强相呈空间三维网状分布的微观组织的几何模型;步骤(4):根据步骤(2)中宏观工况模拟的后处理结果、网状增强金属基复合材料的基体材料和增强相,进行微观模拟组织演变。根据本申请的网状增强金属基复合材料的数值模拟方法,能有效地预测网状增强金属基复合材料变形过程中微观组织演变和承力加载过程中材料的安全性。
本发明涉及陶瓷基复合材料及合成方法,具体为一种原位反应热压合成TAC-SIC陶瓷复合材料及其合成方法,以解决TAC的抗氧化性能不理想,在氧化气氛中很容易形成疏松的表面氧化层等问题。TAC和SIC两种成分相被原位生成,SIC的百分含量为0~50VOL.%。具体合成方法是:以钽粉、硅粉和石墨粉为原料,在树脂罐中干燥条件下球磨10~40小时,过筛后装入石墨模具中冷压成型(5~20MPA),在真空或通有氩气的热压炉内烧结,烧结温度为1950~2150℃、保温烧结时间为1~2小时、烧结压强为30~40MPA。本发明可以原位反应合成TAC-SIC陶瓷复合材料,获得的TAC-SIC陶瓷复合材料主要作为高温耐烧蚀、抗氧化的结构件,应用于航空和航天领域。
一种阻燃耐磨硅橡胶复合材料及其制备方法,涉及一种橡胶复合材料及其制备方法,复合材料按重量计,含有:硅橡胶80份、EVA 20份、白炭黑90~160份,交联助剂0.2~3份、偶联剂1~8份、抗磨填料填料10~90份,阻燃剂20~60份,交联剂0.2~4份。将上述材料在捏合机中混炼均匀,形成团状硅橡胶复合材料,经开炼即得阻燃耐磨硅橡胶复合材料。硅橡胶复合材料耐火性能差,机械性能在一些应用领域有所不足,本发明易于加工,生产成本低,通过对硅橡胶材料共混,填料能使硅橡胶复合材料的机械性能得到明显提升,阻燃性能得到提升。本发明阻燃耐磨硅橡胶复合材料加工方法,对硅橡胶材料进行共混处理并添加一种抗磨填料,能够使得硅橡胶复合材料的机械性能明显提升。
本实用新型涉及树脂基纤维增强复合材料预浸料热压罐成型技术领域,具体涉及一种复合材料裙的加工模具,包括模体和盖板;盖板用于与模体的上端面配合,盖板与模体上端面相连时,盖板与模体之间形成成型空间,成型空间中用于铺设复合材料;盖板的热膨胀系数与模体的热膨胀系数相同。本实用新型通过上述的热压罐加工模具,在加工的过程中,通过在设置与模体热膨胀系数相同的盖板,通过盖板与模体对复合材料产生大小相等、方向相反方向的作用力,达到抵消复合材料向两个相反方向产生的形变的作用,从而保证复合材料裙的中心轴线相对于法兰端面的垂直度。
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