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。
本发明提供了一种自润滑双金属层状复合材料及其制备方法和应用,涉及合金材料技术领域。本发明提供的自润滑双金属层状复合材料为铜铋锡合金与钢复合而成的层状材料;所述铜铋锡合金,按质量含量计,包括24%的Bi、2~6%的Sn和余量的Cu。本发明通过在铜铋合金中加入锡,能够明显促进合金中富铋相由连续网状结构转变为离散点块状结构,显著提高合金的自润滑性能。因此,本发明提供的自润滑双金属层状复合材料环保并具有优异的自润滑性能。本发明提供了所述自润滑双金属层状复合材料的制备方法,生产效率高,且能够显著提高层状复合材料的结合强度,并提高产品洁净度,制备的自润滑双金属层状复合材料可很好地应用于内燃机轴瓦中。
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。
本实用新型涉及一种高分子复合材料耐磨防腐泵,属于输送设备领域。一种高分子复合材料耐磨防腐泵,包括泵体、叶轮、泵盖、泵轴;泵体的一端呈空腔,叶轮设于泵体内并装设于泵轴上,泵体、叶轮和泵盖的过流部表面粘结一层金属-陶瓷-高分子复合材料层。所述的高分子复合材料中包含了金属材料,有效的提高了复合材料的强度和耐性能;高强度纳米陶瓷材料可以大大提高复合材料层的耐磨性能;高分子材料起到粘结和耐磨的作用,使得该耐磨防腐泵具有重量轻、成本低、使用寿命长等特点。
一种等离子体处理提高树脂基复合材料超声焊接头强度的方法,属于超声焊接技术领域。该方法利用等离子体对能量导向器表面和/或树脂基复合材料待焊接表面进行处理,改善待焊表面的粗糙度,之后利用超声波振动头对复合材料待焊接头上方施加压力及超声振动完成超声波焊接。通过等离子体处理制造不同粗糙度的纤维表面,借助待焊表面粗糙凹坑改善树脂流动过程的毛细作用,克服树脂基复合材料超声焊接过程中接头界面树脂填充不充分的问题,实现树脂基复合材料的高强度连接。本方法简单快捷,成本极低,在航空、航天、汽车等树脂基复合材料材料连接领域有广泛的应用前景。
本发明属于热塑性材料技术领域,具体涉及一种纤维增强PBT复合材料熔融连接接头的制备方法。本发明利用CBT极低熔体黏度的特点,提出了一种纤维增强PBT复合材料熔融连接接头的制备方法,即通过加热使复合材料待连接面内树脂基体发生局部熔融再冷却固结的新型熔融连接技术,为PBT复合材料大型构件的制备提供一种连接技术和方法。与传统的热塑性复合材料连接工艺相比,这是一种高性能、低成本的工艺,并且可以用于轻质高强的大尺寸热塑性复合材料连接结构的生产。
本发明涉及纳米炭复合材料领域,具体为一种高韧性、高阻尼石墨烯/丁苯橡胶/环氧树脂复合材料及其制备方法。首先以丁苯橡胶乳液为原料,通过喷雾干燥法制备丁苯橡胶微球;再将丁苯橡胶微球与石墨烯分散液混合后进行二次喷雾干燥,获得石墨烯包裹丁苯橡胶的复合微球;最后将该复合微球粉末直接分散于环氧树脂基体,固化后即得到石墨烯/丁苯橡胶/环氧树脂复合材料。通过调控复合材料各组元间的相互作用,协同石墨烯对橡胶弹性体的约束作用,不仅可显著增强环氧树脂复合材料的冲击韧性,也可以显著增加复合材料的阻尼振动性能。本发明具有制备工艺简单、普适性强的技术特点,在高性能树脂材料领域具有重要的应用前景。
本申请属于发动机维护设备设计技术领域,特别涉及一种复合材料可调静子叶片,包括上、下轴颈;上、下缘板;叶身;另外,叶片分为中心层板区、中心填充区、增强层板区以及型面构造区,中心层板区、增强层板区由复合材料预浸料铺成的层合板构成,中心填充区由复合材料预浸料构成,型面构造区由树脂或覆盖其表面的单层预浸料构成;中心层板区和中心填充区组成叶片的核心承力区,增强层板区位于核心承力区两侧,型面构造区用于保证复合材料可调静子叶片外形光顺。本申请的复合材料可调静子叶片,有效解决复合材料可调静子叶片的设计可行性及工程化问题,以及叶片构型复杂、铺层难以实现的问题,并提高了其抗气动弯矩和气动扭矩的能力。
本发明公开了一种耐蚀耐冲击的船用混杂纤维复合材料螺旋桨叶及其制备方法,所述螺旋桨叶包括碳纤维复合材料内芯以及设置于内芯表面的正交编织芳纶纤维复合材料保护层,所述碳纤维复合材料内芯包括多层碳纤维复合材料,所述螺旋桨叶由内芯和外表保护层热压而成;还包括所述螺旋桨叶的制备方法。本发明提出了一种能够实现轻质高性能、表面耐冲击和湿态电绝缘目标的船用复合材料螺旋桨叶及其制备方法,既能满足螺旋桨的形貌要求和力学性能要求,又能具备海水淹没态电偶腐蚀防护和空蚀防护要求。
本发明属于纳米复合材料制备领域,特别涉及一种热塑性高分子基石墨烯拉花改性导电复合材料的制备方法。首先利用石墨烯纳米粒子形成具有一定力学强度和良好导电性能的石墨烯纸薄膜,经表面平行切口、牵拉处理得到拉花式石墨烯三维空间网络,在升温条件下通过大流动性高分子材料的浸渍、密实和冷却固化得到石墨烯拉花/热塑性高分子导电复合材料。该方法所得复合材料内部石墨烯拉花与高分子基体均保持高度连续,以较少的石墨烯掺量即可实现优良的导电性能,同时赋予复合材料较好的力学强度和刚性。此外,该制备方法还具有工艺简单、操控方便、易于实现工艺放大等特点,所得复合材料的力学性能和导电能力均有明显提升。
本发明是针对现有技术中无法测量金属复合材料的各层金属的厚度也无法精确测量金属复合材料整体厚度的问题,提供一种金属复合材料超声波测厚方法,此方法将复合材料的相邻材料之间的层间夹杂的界面物质作为两种金属材料的层间界面,以该层间界面的反射波作为测量时的界面反射波记录超声波的传播时间,而后依据该层间界面的回波时间计算各层材料的厚度,各层材料的厚度求和得到金属复合材料的总厚度,采用此方法可得到各层材料的厚度和金属复合材料的总厚度。
一种纤维增强Cf/SiC复合材料焊接接头,属于复合材料与异质金属连接领域。本发明涉及的接头表面碳纤维增强相500‑1500μm,该接头首先将Cf/SiC复合材料放置于NaOH溶液中加热腐蚀后用超声波清洗后干燥待用;在软件中设置扫面速度、扫面间距和激光功率对材料进行加工得到终产品。本焊接接头采用了一种碳纤维增强的结构,Cf/SiC复合材料与金属的焊接接头之间存在碳纤维增强相,接头处碳纤维增强相是Cf/SiC复合材料内部的纤维编制体的一部分,接头处碳纤维增强相与金属焊料润湿,碳纤维增强相连接复合材料与金属焊料,通过纤维增韧效应和拔出效应,达到对焊接接头增韧的目的。
为了改善粉末合金的硬度、耐磨性,设计了一种粉末挤压成型制备的SiCp/Al复合材料。采用微细球形铝粉和SiC颗粒为原料,所制得的粉末挤压成型制备的SiCp/Al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,随着SiC颗粒体积分数的增加,更多的SiC颗粒在挤压过程中发生碎裂,复合材料内部的空洞增多,拉伸断口中的韧窝数量减少、深度变浅,韧性断裂特征明显减少,塑性变差。复合材料的布氏硬度从76HB升高到103HB。但强度降低,伸长率明显下降。复合材料的相对密度和热膨胀系数降低,热导率增大。本发明能够为制备高性能的SiCp/Al复合材料提供一种新的生产工艺。
本发明公开了一种基于双马来酰亚胺树脂基的吸波复合材料,属于先进复合材料科学领域。该吸波复合材料,是一种C/PBO混杂纤维增强双马来酰亚胺树脂吸波复合材料,包括表面处理的CF纤维和表面处理的PBO纤维;十四片CF增强BMI树脂预浸料与一片PBO纤维增强BMI树脂预浸料一起高温模压成型处理,CF预浸料作为主体,PBO纤维预浸料作为最外层蒙皮;混杂纤维复合材料的层间剪切强度明显提高,力学性能优异。材料在满足了现代军工航空领域对复合材料力学性能要求的同时,具备了吸波隐身性能,预期可作为结构-功能一体化材料得到广泛应用。
金属基复合材料的电流直加热动态烧结热压制备方法及装置,装置为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。采用本发明的装置及方法可实现利用低电压、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。
老化飞机结构损伤的光纤智能复合材料修复与健康监测方法,该方法利用埋入FBG光栅传感器网络的智能复合材料搭接层板修复老化飞机结构损伤,以监测修复结构在服役过程中的应变状况,从而对修复结构的完整性进行评估,并可以对修复结构的损伤,分层或脱粘,进行实时监测评估复合材料修复结构完整性,在达到危险尺寸前就能被监测出来,并提供预警信号,确保修复结构的安全。具有方法科学、易于推广的特点。该发明可广泛应用到军用或民用飞机结构损伤的修复及健康监测领域,对提高飞机结构修复后的实时安全监测和评估具有重要意义。
树脂复合材料及其制备方法,涉及纳米有机膨润土与橡胶、树脂的复合材料及其制备方法,本发明研究了丁苯橡胶与树脂以及纳米有机膨润土的共混改性:利用膨润土具有离子交换这一特性,采用插层剂与其发生离子交换制备纳米有机膨润土,该膨润土增大了层间距及与聚合物的相容性,然后采用熔融共混法,研究了改性后的膨润土与橡胶、四种树脂以及改性后的膨润土与橡胶、四种树脂的马来酸酐接枝物在高温下的插层复合。本发明制备方法简单,生产工艺简单,所制得的复合材料机械性能优良,易于工业化生产,为工业化生产做了一定性的基础研究。
一种聚苯硫醚与纳米Al2O3填充聚四氟乙烯复合材料,用机械共混、冷压成型、烧结的方法制备聚苯硫醚(PPS)和纳米Al2O3填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料试样;用MRH3型环‑块试验机测试在干摩擦条件下各试样的摩擦磨损性能;用SEM对试样的磨损表面与转移膜表面的形貌进行观察和分析。当PPS质量分数为5%时,PPS/PTFE复合材料的摩擦因数和体积磨损率均达到最小值;纳米Al2O3的加入进一步改善了PPS/PTFE复合材料的摩擦学性能,当其质量分数为5%时,纳米Al2O3/PPS/PTFE复合材料体积磨损率最小,耐磨性较纯PTFE提高了276倍。室温下PTFE/PPS/PTFE和纳米Al2O3/PPS/PTFE复合材料的磨损机制主要是黏着磨损,而150℃时纳米Al2O3/PPS/PTFE复合材料伴有磨粒磨损。
本发明公开了预浸渍复合材料异型皱褶芯材的热压成形工艺,属于皱褶芯材成形技术领域。采用热压成形方法得到预浸渍复合材料异型皱褶芯材,利用橡胶代替热压成形的阴模,简化热压模具设计。按照预浸渍复合材料异型皱褶芯材模具制造、将橡胶、预浸渍复合材料、预浸渍复合材料异型皱褶芯材模具置于热压机压板上、加热预浸渍复合材料、施加压力、保温保压固化的顺序得到预浸渍复合材料异型皱褶芯材。本发明的效果和益处是利用橡胶的高弹性,代替热压成形的阴模,突破了传统热压成形需要阴阳模才能成形构件的限制,与此同时,由于橡胶具有高弹性,在合适压力下可以将预浸渍复合材料压入模具型腔,简化了模具结构,工艺成本低,制造方法简单可行。
制备SiC纤维/铝基复合材料的近熔态扩散工艺,其特征在于:首先将 SiC纤维和铝合金预制体在固态条件下加压,使SiC纤维和铝基体充分接触; 然后再将复合材料在Al合金的固-液线之间保温,使基体处于半熔融状态, 破坏了氧化膜的连续结构,也增加了铝基体的流动性。本发明结合传统固 态热压法和液态法的优点,这种工艺不但可以促进基体之间的结合,而且 可有效抑制界面的有害产物的形成;从而明显改善SiC纤维/铝基复合材料 的界面状态,显著提高复合材料的力学性能。
为了改善C/C复合材料的硬度、耐磨性,设计了一种ZrC‑Cu‑C/C复合材料。采用C/C复合坯体,Zr粉和Cu粉为原料,所制得的ZrC‑Cu‑C/C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,复合材料烧蚀前相组成主要为C、ZrC和Cu相,有微量Zr残余,烧蚀后复合材料中部分ZrC氧化生成ZrO2,部分Cu氧化生成CuO和Cu2O,烧蚀表面主要由炭基体、ZrO2、CuO、Cu2O及残余ZrC和Cu组成。随熔渗剂中Zr的质量分数的增加,复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率均呈现先减小后增大的趋势。本发明能够为制备高性能的C/C复合材料提供一种新的生产工艺。
为了改善粉末合金的硬度、耐磨性,设计了一种SiC颗粒增强Al‑Cu‑Mg基复合材料。采用Al‑CuMg合金粉末和SiC粉末为原料,所制得的SiC颗粒增强Al‑Cu‑Mg基复合材料,其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。其中,不同粒径的SiC颗粒对基体析出相的影响不同,小颗粒增强相因为在基体中广泛分布,引起的塑形变形以及残余应力更大,会加速析出相的形核析出。大尺度SiC增强复合材料只能在较少的范围内促进析出相形核。不同粒径的SiC颗粒对复合材料的时效硬化有显著影响。小尺度SiC颗粒增强复合材料随时效时间延长,析出相不会明显粗化,使复合材料出现峰时效的时间延长。本发明能够为制备高性能的Al‑Cu‑Mg基复合材料提供一种新的生产工艺。
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