本发明提供一种高性能原位纳米颗粒增强镁基复合材料的制备方法,该方法将纯镁粉末或镁合金粉末与纳米尺寸的异种粉末简单机械混合后,通过球磨反应在混合粉末中原位生成纳米级金属间化合物颗粒相,最后通过热压烧结制备出高性能镁基复合材料。该方法制备的镁基复合材料中的增强相颗粒细小,分布均匀,与基体界面结合良好;复合材料具有良好的力学性能,为镁基复合材料的广泛应用打下了良好的基础。
本发明涉及一种聚醚醚酮导热复合材料及其制备方法和用途。该导热复合材料的配方组分按重量计为:聚醚醚酮100份,导热填料10~30份,抗氧化剂0.3~1.0份;采用模压成型的方法得到PEEK导热复合材料,解决了聚醚醚酮在高温长时间使用条件下,复合材料的导热难题,从而使聚醚醚酮的耐热性提高了10~20℃。具有防静电、耐高温、耐腐蚀,且加工工艺简单等优点。该种聚醚醚酮复合材料导热系数明显提高,可用于生产导热绝缘板、导热电路板、热交换材料、耐磨轴承和石油化工等导热学相关材料,能够满足工程领域中苛刻条件下要求,尤其是在高温导热条件下使用要求,切实提高其应用范围。
本发明属于先进复合材料科学技术领域,公开了一种负载氧化锌纳米线静电纺丝膜层间增强增韧连续纤维增强树脂基复合材料及其制备方法。将热塑性树脂和氧化锌种子剂溶解在极性有机溶剂中,配制成静电纺丝溶液,通过静电纺丝工艺,经过加热干燥,并在氧化锌生长液中生长,制备负载氧化锌纳米线的静电纺丝膜;将静电纺丝膜铺放于连续纤维增强树脂基复合材料层间,通过热压或真空热压成型工艺,制备负载氧化锌纳米线静电纺丝膜层间增强增韧连续纤维增强树脂基复合材料,使连续纤维增强树脂基复合材料层压板的层间剪切强度和层间韧性显著提高。本发明对于推动连续纤维增强树脂基复合材料的发展应用具有实用价值。
本发明属于机械加工中钻削工具技术领域,涉及到一种用于复合材料及其叠层结构高质量制孔的竖刃双阶梯微齿刀具,由主切削刃区A、副切削刃区B、刀柄区C三部分构成,副切削刃区B中包含阶梯竖刃区D和微齿切削区E。本发明的用于复合材料及其叠层结构高质量制孔的竖刃双阶梯微齿刀具,具有阶梯结构,在第一阶梯分布微齿结构,具有在入口的再次切削功能以及在出口与主切削运动方向相反的反向剪切功能,实现了复合材料入口、出口的分层、毛刺等损伤的有效抑制;第二阶梯分布竖刃结构,且第二阶梯角度为负值,实现了断屑、碎屑,减小了上层复合材料及金属孔壁划伤,从根部去除了金属出口毛刺和复合材料出口毛刺,提高了金属和复合材料的出口质量。
本发明公开了一种胶体分散的短切碳纤维增韧二硼化锆基复合材料及其制备方法, 属于超高温陶瓷基复合材料技术领域。其特征在于由下列质量份的原料制成:短切碳纤维1?3、纳米二硼化锆粉体15?25、纳米碳化硅粉体1?3、酚醛树脂1?5、聚乙烯亚胺0.1?0.5、无水乙醇60?100。本发明的效果和益处是:利用酚醛树脂与聚乙烯亚胺发生交联反应,将短切碳纤维均匀的分散于胶体中,克服了传统球磨混料时造成的纤维磨损问题;通过此胶体分散方法,可在碳纤维表面形成高温保护层,进而降低了碳纤维在高温烧结时的降解速率,弱化了纤维基体间的界面结合,促进了纤维的脱粘、桥接、拔出。由此方法制备的二硼化锆基复合材料表现出高致密度、高强度、高韧性的特点。
一种简单的碳/碳化硅复合材料制造方法。该方法包括:(1)把酚醛树脂和/或碳硅化合物树脂、纳米级的碳化硅粉末和/或硅粉末添入有机溶液里,制成泥浆;(2)将碳纤维织布或短碳纤维薄片浸在泥浆中,得到预浸片;(3)将预浸片进行干燥;(4)进行碳化处理;(5)将含有乙烯基高分子硅聚合物、碳化硅粉末和/或硅粉末添加在有机溶液中,制成泥浆;(6)进行二次浸入泥浆;(7)将多个二次预浸片排列成层状结构并和泥浆一起进行干燥,制成毛坯;(8)将毛坯进行烧结;(9)将毛坯浸入熔化的硅溶液中,或者将毛坯放在硅蒸汽中,即制造成碳/碳化硅陶瓷复合材料。该方法大幅度缩减碳/碳化硅陶瓷复合材料的制作时间和工序。
一种结构/屏蔽一体化镁基复合材料及其制备方法,属于金属基复合材料技术领域。首先,将石墨烯或石墨烯衍生物进行表面改性,在其表面包覆一层可与镁熔体发生氧化还原反应的金属氧化物;其次,将表面改性后的石墨烯或石墨烯衍生物粉末加入到镁或镁合金熔体中,熔炼成镁基复合材料熔体;最后,将复合材料熔体浇铸成型后进行热变形,得到石墨烯或石墨烯衍生物定向排布的镁基复合材料。复合材料熔炼过程中,石墨烯或石墨烯衍生物的表面改性层与镁熔体原位反应生成氧化镁纳米颗粒。该原位纳米相在改善石墨烯与镁基体间界面结合力的同时,还会产生界面极化,从而实现镁基复合材料力学及电磁屏蔽性能的同步提升。
本发明提供一种便于监测寿命的复合材料滑动轴承及制备方法。本发明包括瓦基、设置在瓦基上的复合材料层和埋入复合材料层中的金属结构,所述金属结构与导线相连,所述导线的输出端与监测系统相连,所述导线用于复合材料层磨损到金属结构任何一点时通过向外引出的导线被监测系统感知,基于此监测复合材料滑动轴承的磨损程度。本发明对滑动轴承复合材料层中嵌入金属结构,形成全面覆盖的磨损量监测层,无论如何偏磨,到设计的许用最大磨损量时,都能通过监测系统监测到最大磨损量,提醒用户更换滑动轴承。
本发明属于纤维增韧的复合材料领域,具体涉及一种湿法凝胶分散毫米级短纤维复合材料坯体及其制备方法,使用直链淀粉和支链淀粉制备凝胶,利用凝胶的剪切流变和阻隔定位特性在持续搅拌下均匀分散毫米级短纤维和复合材料基体粉末,然后注入模具中干燥即得到毫米级短纤维复合材料坯体。本发明的效果和益处是:实现了对毫米级短纤维的均匀分散,牢牢的将纤维固定在凝胶中,避免了复合材料因纤维沉降团聚导致的缺陷,而且纤维不受机械损伤和化学腐蚀,提升了短纤维复合材料的强韧化效果;此外,这种方法成本低廉、容易实现工业化生产。
本发明一种用于碳纤维复合材料制孔的高效专用钻头属于机械加工中钻削工具技术领域,涉及一种用于碳纤维复合材料制孔的高效专用钻头,该刀具是具有双顶角和微齿结构的多刃刀具,特别适合于高性能碳纤维增强复合材料的一次性高质量、高效率加工。钻头由主切削区,副切削区和刀柄组成,在主切削区与副切削区连接处有微齿切削区;主切削区由第一主切削刃和第二主切削刃组成。副切削区中,副切削刃为左旋螺纹;微齿切削区由若干个微齿组成。本发明的钻头利用双顶角和微齿结构,实现了钻-扩-铰一体化加工的功能,降低钻削轴向力,减少分层缺陷,获得高尺寸精度的孔,提高了钻头的使用寿命,避免了频繁换刀,提高了加工效率。
一种TiB2颗粒增强超高强铝合金复合材料均匀化制备技术属于复合材料领域。以高锌Al‑Zn‑Mg‑Cu‑Zr合金为基体,质量分数为5%‑10.0%且平均尺寸小于1μm的TiB2为增强颗粒。Al‑Zn‑Mg‑Cu‑Zr合金基体质量百分比组份Zn:7‑11%,Mg:1.0‑2.5%,Cu:1.0‑1.5%,Zr:0.05‑0.20%,余量为Al。采用熔体自蔓延直接合成法制备Al‑TiB2中间合金,按复合材料设计成分配料熔炼,以Al‑TiB2中间合金为基体,加入纯铝锭、纯锌锭、纯镁锭、Al‑Cu和Al‑Zr中间合金,搅拌后静置,浇铸到设定好的模具。熔铸后的复合材料铸锭经过440‑470℃/25‑40h均匀化处理后,在340‑430℃进行挤压,挤压比为(15‑20):1。对挤压后的复合材料进行T6处理,获得的复合材料中的TiB2颗粒分布均匀,尺寸较小。本发明的复合材料,避免了在基体合金中进行原位反应,造成合金成分的损耗,同时实现均匀化。
一种纤维增强复合材料二维随机孔隙模型的建立方法,属于复合材料无损检测与评价领域。这种纤维增强复合材料二维随机孔隙模型的建立方法首先对纤维增强复合材料标准样品进行解剖,通过金相法统计孔隙率及孔隙分布特征,根据统计结果建立二维随机介质模型M(X,Z);然后利用极值搜索法改造二维随机介质模型M(X,Z),建立二维随机孔隙模型,统计二维随机孔隙模型的孔隙率及孔隙分布特征;最后对二组孔隙率及孔隙分布特征进行数据比较,若二者差异小于2%,则得到纤维增强复合材料二维随机孔隙模型,该方法可精确建立纤维增强复合材料二维随机孔隙模型,利用该模型可开展纤维增强复合材料孔隙的弹性性能分析,为纤维增强复合材料孔隙率超声无损检测提供分析依据。
一种阻燃的金属盐/聚酰亚胺复合材料,其特征在于:该复合材料为副族金属盐或稀土金属盐与聚酰亚胺的组合物,金属盐添加量为聚酰亚胺的1-20%重量。该复合材料能保持原材料的力学性能和热性能,而其阻燃性比原材料提高20%。该法工艺简单,成本低。
本申请公开了一种介孔聚多巴胺/石墨烯纳米片复合材料以及制备方法、应用。一种介孔聚多巴胺/石墨烯纳米片复合材料,所述介孔聚多巴胺/石墨烯纳米片复合材料包括石墨烯基底和介孔聚多巴胺纳米片,所述介孔聚多巴纳米片胺附着在所述石墨烯基底上;所述介孔聚多巴胺/石墨烯纳米片复合材料中有球状或者类球状的介孔。介孔聚多巴胺/石墨烯纳米片复合材料,具有优异的电化学性能,作为超级电容器的活性电极材料,展现出高的质量比容量和优异的循环稳定性;通过对电池隔膜进行修饰,构筑功能化隔膜,赋予金属负极高的库伦效率和超长的循环性能。
本发明一种碳纤维复合材料切削模型的建立方法属于碳纤维复合材料切削加工研究领域,涉及一种碳纤维复合材料切削模型的建立方法。建立方法先建立基体双向约束的单纤维切断模型;然后建立刀刃与纤维间的接触模型和单纤维压剪模型;最后建立复合材料切削力模型。依据模型沿纤维方向上的纤维受力和承受的基体约束作用不同,沿纤维长度方向按边界条件不同,将其分为三段分别进行:第一段为顶端至刀刃接触点,第二段为刀刃接触点至切削平面,第三段为切削平面至远离加工面某点。本发明可表征纤维断裂及树脂、界面开裂,及后刀面对纤维挤压作用,获得复合材料切削加工的切削力与加工参数之间的定量关系,为实际刀具设计及工艺参数制定提供实验依据。
本发明提供一种复合材料滑动轴承。本发明包括应用于不同场景下的复合材料推力轴承和/或复合材料径向轴承,复合材料推力轴承由多个扇形或圆形推力瓦基体、工程塑料层组成;复合材料径向轴承由多个径向瓦基体、复合塑料层组成,推力瓦基体上表面加工有连接工程塑料层的凹凸面,凹凸面设有多条纵向凹槽及多条横向凹槽;径向瓦基体内弧面加工有连接复合塑料层的凹凸面,凹凸面设有多条圆周方面的凹槽及沿宽度方向分布的凹槽。本发明表面交叉排布的凹槽排列均匀且紧密,倾斜的槽形使塑料层烧结固化后能够牢固地抓连在瓦基体上;凹槽成对称分布,进一步提高结合强度。结构简单,工艺性好,尺寸稳定性好,工程塑料面不易脱层或开裂。
本发明公开了一种掺包硅纳米二氧化钛的水泥基复合材料,含有水泥、包硅纳米二氧化钛、硅灰、粉煤灰、砂、减水剂和水。本发明还公开了一种制备水泥基复合材料的方法。实验结果表明,掺包硅纳米二氧化钛的水泥基复合材料结合纳米二氧化钛、二氧化硅两者的优点,充分利用纳米二氧化钛、二氧化硅两者具有的增韧效应、填充效应、成核效应和火山灰效应,以及高强度,高韧性的特点,无论在抗折强度、抗压强度还是耐久性方面掺包硅纳米二氧化钛的水泥基复合材料都强于仅掺纳米二氧化钛的水泥基复合材料。此外,掺包硅纳米二氧化钛的水泥基复合材料还具有电学特性,符合未来结构材料多功能和智能性的要求。
一种制备Fe2O3纳米带及其与碳的复合材料的均匀沉淀方法,利用络合剂C2O42-与溶液中的Fe3+反应生成可溶的[Fe(C2O4)3]3+络合物,再利用还原剂还原Fe(III)为Fe(II),Fe(II)与溶液中的C2O42-反应生成FeC2O4沉淀或均匀沉积在碳质材料上的FeC2O4沉淀,获得FeC2O4或FeC2O4/碳复合材料前驱体;再经一定温度煅烧处理制得Fe2O3纳米带或Fe2O3纳米带/碳复合材料。Fe2O3纳米带/碳用作锂离子电池负极材料时,表现出优异的电化学性能。其中,碳质材料一方面可以有效缓冲Fe2O3在充放电过程中的体积变化,改善材料的循环稳定性,另一方面碳质材料形成有效的导电网络,有利于电子的快速传输,提高了材料的倍率性能。另外,本发明涉及的制备方法对设备要求低,制备条件温和,工艺简单,周期短,成本低,适合规模化生产。
本发明公开了一种储氢方钠石复合材料的制备方法,属于无机功能材料的生产制备领域。其特征是将干燥的方钠石原料研磨,经100目的筛子筛分后,再将过渡金属离子水溶液加入;恒温下进行离子交换,抽滤、干燥后得到离子交换后物料。将上述物料在还原气氛下还原,经程序降温后得到常压下对氢气具有较高吸附量的方钠石复合材料。本发明的有益效果是实现制备常压下具有较大储氢量的方钠石复合材料。整个制备过程没有引进有害杂质和产生废弃物排放,在制备成本、产品性能、工艺流程、环境友好和经济利润等方面具有显著优势,原料工业化程度高,成本低廉,合成简便,设备要求低,产品性能高,适用于工业化生产。
一种热喷涂树脂基复合材料水润滑轴承及其制造方法,属于轴承制造技术领域。该水润滑轴承包括金属推力盘和树脂基复合材料推力瓦,树脂基复合材料推力瓦由树脂基复合材料涂层和不锈钢支撑瓦基构成,树脂基复合材料涂层为聚芳醚复合材料或聚四氟乙烯复合材料,基体为聚醚醚酮、聚醚酮或聚四氟乙烯热塑性树脂,粘接增强填料为聚酰胺或聚砜,亲水性填料为二氧化硅、氮化硼或氮化硅。采用亚音速火焰喷涂或超音速火焰喷涂工艺,将热塑性树脂、粘接增强填料和亲水性填料的共混粉末,向表面粗糙化处理的不锈钢支撑瓦基上逐层进行热喷涂,制备树脂基复合材料涂层推力瓦的水润滑轴承。使水润滑轴承在高的交变载荷下界面不脱粘,提高了使用可靠性。
一种纳米碳带/泡沫炭复合材料的制备方法,属于无机非金属材料科学技术分支炭素材料科学技术领域。该方法是以聚酰胺酸作为泡沫炭的碳源,硝酸镍作为纳米碳带生长的催化剂,以模板法经氢气气氛下炭化制备载镍泡沫炭复合材料。利用得到的载镍泡沫炭为基体,以二氧化硫为促进剂,乙烯为碳带生长碳源,经化学气相沉积法,制备纳米碳带/泡沫炭复合材料。这种新型的纳米碳带/泡沫炭复合材料兼具固体泡沫的结构特点以及准二维纳米碳带的结构和性质。可用作固定床反应器催化剂载体及高效吸附剂等领域。
本发明一种压力调控的连续纤维复合材料FDM 3D打印方法属于复合材料熔融沉积3D打印领域,涉及一种通过调控打印挤压力的方式来进行连续纤维复合材料的FDM 3D打印方法。该方法采用压力调控的FDM 3D打印系统,打印系统由连续纤维3D打印机,压力传感器,信息采集模块,Z轴驱动模块和计算机控制系统组成。首先将打印工件三维模型的设置参数导入计算机中,采集实时压力控制,并设置打印挤压力的波动范围;分别执行底层、中间层、顶层打印。采用纯热塑性树脂材料打印顶层,保证表面的平整性。该方法采用控制压力稳定的打印方式,避免了连续纤维在传统等间距打印时发生折断、脱粘等失效破坏,为实现高质量的连续纤维复合材料FDM 3D打印提供了一种有效方法。
本发明公开了一种单聚合物复合材料模内自增强共注塑成型方法,属于注射成型模具技术领域。本发明利用注塑方式先成型单聚合物复合材料的基体,在基体表面上含有预留的沟槽,将基体再次放入模具中,填充基体上的沟槽得到单聚合物复合材料,实现利用一套模具完成单聚合物复合材料中所有组分的注塑成型;克服了利用热压、挤出和注塑方式制备单聚合物复合材料所存在的工艺复杂、成型周期长、原材料要求严格等问题。模内自增强共注塑成型单聚合物复合材料的方法可以实现大批量生产,可应用于单聚合物复合材料制品的实际生产。
一种多级结构复合材料,包括由石墨烯和Nafion聚离子构成大孔骨架,于大孔骨架上担载有金属纳米粒子成核位点,于所述成核位点上原位生长有导电聚合物纳米簇阵列。所述金属纳米粒子为钯、铂、金、银、铱中的一种或两种以上合金的纳米粒子。所述导电聚合物为聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔中的一种。所述复合材料的孔隙率为0.5-0.9,孔径为1-10微米。所述导电聚合物纳米簇阵列的直径为10-500纳米,长度为20-2000微米。所述多级结构复合材料的制备方法,包括担载有金属纳米粒子成核位点的大孔骨架材料的制备和多级结构复合材料的制备。本发明所述的复合材料具有导电性高、制备方法简单、适于大批量的制备等优点。
本发明一种复合材料层合板钻削毛刺损伤的模拟方法属于复合材料钻削仿真领域,涉及一种基于有限元仿真的复合材料层合板钻削毛刺损伤的模拟方法。该方法考虑了钻削复合材料时刀具对纤维和树脂的作用,基于ABAQUS有限元仿真计算软件,建立了包含纤维相和树脂相等的复合材料层合板的钻削仿真模型。模型分别设置了不同组成相的材料力学行为,并合理的定义了边界条件、接触方式和网格单元类型等参数。通过对仿真模型的计算,实现了复合材料层合板钻削的毛刺损伤形成过程的模拟,获得了钻削后的毛刺损伤情况。利用该方法能够实现对复合材料层合板钻削毛刺损伤的分析,适合于指导毛刺损伤的抑制。
连续纤维增强含二氮杂环新型聚芳醚树脂基复合材料的界面改性方法属于先进复合材料科学技术领域。通过对纤维表面进行冷等离子体刻蚀、接枝,与树脂基体复合制备而成;等离子体处理所使用的气氛为氩气、氮气、氧气和空气等,处理功率为50~250W,处理时间为1~30分钟,接枝剂包括PPESK、马来酸酐、聚醚酰亚胺、苯乙烯等,经表面改性后的纤维,在改善其对基体浸润性和粘结性的同时,其复合材料层间剪切强度也有显著提高,使其具有更加优异的综合性能。从而使复合材料能够满足耐300℃及以上的高温环境的使用要求。不仅在飞行器结构制造、宇航机械和火箭外壳等特殊用途,在一般民用方面的用途也十分广泛具有很大的实用价值。
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。
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。
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。
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