本发明涉及结构/功能复合材料领域,具体为一种具有石墨烯互穿网络结构的叠层复合材料。以高质量石墨烯泡沫层为导热增强体与碳纤维布层形成水平方向的叠层取向结构,垂直方向上利用材料的多孔结构在铺层材料的孔隙处原位构筑石墨烯三维连续网络,形成碳纤维布层、石墨烯泡沫层与石墨烯三维连续网络之间的混杂互穿网络结构,最后将基体材料注入其中,获得兼具高导热及高力学性能的石墨烯/碳纤维/聚合物基复合材料。利用高质量石墨烯泡沫层与石墨烯三维连续网络本征高导热性能形成互穿网络结构,赋予复合材料更高的热导率,且有助于复合材料力学性能的提升,实现多尺度多组元间的协同增强效应。
本发明是关于一种银镍复合材料及其制备方法,涉及银基电接触材料技术领域。主要采用的技术方案为:一种银镍复合材料的制备方法,包括如下步骤:模压成型步骤,将原料粉末模压成型为坯块;其中,原料粉末为镍粉或银镍混合粉;高温熔渗步骤,将坯块、银块或银合金块放置在一起得到混合块;在保护气氛下,对混合块进行加热,升温至设定温度,并在设定温度下保温设定时间,冷却后得到银镍复合材料;其中,设定温度高于银的熔点,且设定温度低于镍的熔点。本发明主要用于以简单、可靠的工艺制备一种银镍复合材料,且所制备的银镍复合材料的中镍含量高,具有强度高、抗熔焊性良好、导电性高、可塑性加工等特点。
一种弥散强化陶瓷复合材料及其制备方法,属于复合材料和工程陶瓷材料领域;复合材料由不同形态的碳化硅、硫酸钙晶须、金属纤维和复合粘合剂复合而成,不同形态的碳化硅颗粒、硫酸钙晶须和金属纤维和复合粘合剂相互交织分布;制备方法:1)将碳化硅、硫酸钙晶须、金属纤维和复合粘合剂,在真空条件下,混合均匀,制得浆料;2)将浆料,在真空下,振动浇注至模具中;3)将模具与浇注浆料,进行固化,制得弥散强化陶瓷复合材料;本发明有效解决较高腐蚀性的固液介质在输送时对泵体材料的磨损和腐蚀问题,制备的复合材料,具有与金属基体附着力强、硬度高、耐磨、耐腐蚀、抗氧化和抗热冲击好等特点;应用于化工、制药和造纸等领域。
一种树脂基复合材料超声‑电阻混合焊接方法,属于复合材料连接技术领域。包括以下步骤:(1)按照树脂基复合材料焊界面内部结构搭建焊接接头;(2)接通电源进行焊接;同时在焊接过程中施加超声振动;(3)超声振动结束后,在焊接区域上方施加压力;(4)冷却,完成树脂基复合材料超声‑电阻混合焊接,获得复合材料电阻焊接头。本发明将超声振动和电阻热效应巧妙结合,使焊接工艺同时吸收超声振动和电阻热效应的优势,焊接工艺简单、施工高效、无需昂贵设备、绿色环保;制备的树脂基复合材料电阻焊接头力学强度优异,成本极低,在航空、航天、汽车等复合材料连接领域具有广泛的应用前景。
为了改善粉末合金的硬度、耐磨性,设计了一种纳米SiC颗粒增强铝镁复合材料。采用雾化铝粉,镁粉和SiC颗粒为原料,所制得的纳米SiC颗粒增强铝镁复合材料,其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。其中,纳米SiC颗粒的加入,SiCp/Al–Mg复合材料的硬度逐渐增加,相对密度和抗拉强度先增加后降低,少量的纳米SiC颗粒经过球磨后可以在基体中得到很好的分散,加入过多的纳米SiC颗粒会在基体中产生团聚现象,使得复合材料的性能降低。纳米SiCp/Al–Mg复合材料颗粒主要强化机制有细晶强化、弥散强化和位错强化三种,使得复合材料产生强化和硬化。本发明能够为制备高性能的铝镁复合材料提供一种新的生产工艺。
一种基于有限元分析的复合材料机身加筋壁板结构后屈曲分析方法,该方法基于有限元分析软件,确定复合材料加筋壁板结构精细化有限元建模技术,实现结构离散化仿真后屈曲分析。方法中引入合适的失效准则,模拟结构受载过程中材料内部的渐进失效过程;在结构叠层位置施加接触约束,真实模拟结构间的支持作用,并考虑几何、材料非线性因素,有效追踪其前后屈曲平衡路径,准确预报其极限承载能力;针对结构承载过程中可能发生的各种失效模式,在满足设计载荷的情况下,通过工艺符合性、重量符合性等迭代参数对结构进行尺寸调整,不仅完成复合材料加筋壁板结构轻量化设计,而且实现复合材料设计工艺一体化。
本发明属于机械加工制造技术领域,涉及一种对树脂基碳纤维复合材料制孔的刀具。该刀具是一种组合式可换刀片式拉刀,刀具由刀杆、校准单元、切削单元、前导向单元和两个外六角紧固螺母组成,两个外六角螺母拧入刀杆的螺纹段锁紧前导向单元,并固定右面的切削单元和校准单元。刀具由多级不同的刀组组合,每层刀组逐级加工,单层刀刃的加工余量小,切削力小,产生热量少,刀片上有通气孔,加工时通入冷却气体,大幅降低切削温度低,减小刀刃的磨损,刀具寿命长,刀具成本低,加工效率高,加工质量高的特点。具有在难加工材料如复合材料,尤其是树脂基碳纤维复合材料表面高效率加工高质量通孔的功能。
一种二硼化锆-石墨陶瓷基复合材料及其制备方法,本发明属于陶瓷基复合材料技术领域,涉及一种具有高抗热、抗冲击性能的陶瓷基复合材料及其制备方法。其特征在于,是以二硼化锆粉末和石墨片为原料,采用热压烧结方法制成的,原料二硼化锆粉末和石墨片的纯度为95.0~99.9%,体积比为二硼化锆粉末75~95%、石墨片5~25%,硼化锆粉末平均粒径为1~5微米,石墨片径向方向平均宽度为10~20微米、轴向方向平均厚度为1~3微米,烧结温度为1850℃~2150℃,烧结压力为30~45MPa,烧结时间为45~90分钟。本发明材料临界裂纹尺寸为174.1~201.1μm,临界温差为405~525℃,显著地改善了二硼化锆陶瓷基复合材料的抗热冲击性能,能够达到航天领域高超声速环境下的使用要求。
本发明涉及精密铸造领域,具体为一种连续SiC纤维增强TiAl基复合材料叶片的制备方法。该方法的技术路径是:模型压制→尺寸检验→模型组合→模壳制备→脱蜡→模壳焙烧→复合材料定位→离心浇注→热等静压工序,完成铸件制备。本发明钛铝合金叶片制备包括钛铝合金叶片模壳制备技术、SiC先驱丝复合材料制备技术、复合材料定位技术以及离心精密铸造技术等,突破复合材料定位、界面反应等关键技术,为钛铝合金复合材料叶片制备提供一种可行的方法,采用该方法制造的叶片实现叶片表面无污染,内部SiC复合材料与TiAl基体完全融合,无冶金缺陷,可以进一步提高TiAl合金的使用温度和蠕变抗力。
一种铝基复合材料及制备方法,涉及一种复合材料及制备方法,复合材料的成分为:铝合金Al‑Zn‑Mg‑Cu和三维连通多孔钛骨架;制备方法的具体步骤包括:配料、母合金熔炼、制备铝基/三维连通多孔钛复合材料:用石油醚和无水乙醇对上述单质原料进行超声波清洗,最后把上述单质原料混合一起放入石墨坩埚里面,使其成为母合金铸锭,待合金熔液充分渗流填充满多孔钛骨架孔隙后,将钢管淬入水中,获得铝基/三维连通多孔钛复合材料。该铝基复合材料基体组织晶粒细小,在大尺寸样品实验条件下具有优良力学性能。
本发明涉及航空航天结构中的复合材料结构设计,提供一种变刚度复合材料板壳结构高效优化方法,该设计方法基于等几何方法完成变刚度复合材料板壳结构的曲线纤维路径精确建模及屈曲分析,建立其等几何屈曲设计模型,推导变刚度复合材料板壳结构屈曲响应的全解析灵敏度,并利用梯度类算法对变刚度复合材料板壳结构进行纤维路径的高效优化,得到满足工艺制造约束的最优结构。本发明能够显著提高变刚度复合材料板壳结构的承载效率,大幅降低产品研发周期。
本发明一种机翼复合材料缩比模型的制造方法,属于复合材料结构和飞机风洞气动弹性试验模型的制造技术领域,涉及一种机翼复合材料缩比模型的制造方法。该方法根据实际飞机设计尺寸、缩比系数及复合材料性能参数,制造满足模型几何外形相似的模具,选择适当的材料参数和加工工艺参数;制造飞机机翼的复合材料缩比模型中,先制造翼梁和翼肋,再将翼梁和翼肋组合连接成为骨架,骨架与金属根肋连接,再在骨架上填充泡沫后,进行修形;使用模具将修形后含填充泡沫的骨架成型,形成上、下蒙皮。本发明以较小的重量获取较大的刚度和强度,并且能够根据不同的需要,调节机翼复合材料缩比模型的抗弯和抗扭刚度。
本发明涉及一种块状非晶基复合材料铸态韧性相晶体球状化的方法及其专用装置,选取具有非晶形成能力、在铸态能原位析出固溶体型韧性晶态相的合金,作为制备球状韧性相增韧非晶基复合材料的成分,熔炼母合金,制备过热合金熔体,采用电磁搅拌方法制备含固态球状晶熔体,水淬或喷铸制得含球状晶非晶基复合材料,本发明将非晶基体上析出的树枝晶转变为球状晶,且初晶球化效率高,组织易控制,适用范围广,适应性强,工序简单,处理时间短,合金污染少,有利于提高非晶形成能力和充型能力,以及提高非晶的力学性能,尤其是塑性和韧性,并有利于复杂、薄壁件的成型,扩大了该类材料及工艺的使用范围。
本发明公开了一种基于粉末搅拌摩擦加工制备铜基金刚石复合材料的方法,属于金属基复合材料制备加工及粉末成形领域,具体为:将混合后的铜粉、合金元素粉和金刚石粉末/颗粒放入模具中,在搅拌摩擦设备上固定模具,利用搅拌头的下压力、摩擦力和搅拌力实现铜基金刚石复合材料的制备。本发明所述方法实现了铜基金刚石复合材料的可控制备,提高了铜基金刚石复合材料的制备效率,降低了制备成本,改善了组织致密度,缓解了铜基体和金刚石间的热残余应力,能够实现针对电子封装用铜基金刚石复合材料小型片状零件的快速成型。
为了改善粉末合金的硬度、耐磨性,设计了一种放电等离子烧结制备的钛基磷酸三钙陶瓷复合材料。采用硝酸钙,磷酸铵,氨水,钛粉为原料,所制得的放电等离子烧结制备的钛基磷酸三钙陶瓷复合材料,其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。其中,Ti/α‑TCP复合材料的抗压强度随钛含量增加而提高。在Ti/α‑TCP复合材料的高温烧结过程中,Ti与α‑TCP发生化学反应,温度越高,反应越复杂,在70Ti/α‑TCP中添加钛网作为骨架制备70Ti/α‑TCP/钛网复合材料,抗压强度提高,在烧结温度为870℃时抗压强度为632MPa。且具有优异的生物活性,可作为骨替换材料。本发明能够为制备高性能的钛基磷酸三钙陶瓷复合材料提供一种新的生产工艺。
本发明公开了一种FeP/石墨烯复合材料及其制备方法。这种材料由剥离的石墨烯中间夹杂FeP纳米粒子和/或碳包覆FeP的纳米粒子构成。其中石墨烯的层数为1-20层,纳米粒子直径为2-50纳米。其生成过程是在原位形成的“二维纳米反应器”的诱导和限制作用下生成,而“二维纳米反应器”在高温下分解即可得到FeP/石墨烯复合材料。这种方法简单易行,容易放大,制备的复合复合材料结构规则,纳米颗粒尺寸分布均匀,具有良好的电催化性能。
本发明公开了一种非晶合金复合材料的激光3D打印方法,将粒径为20~150μm的非晶合金复合材料合金粉末,在激光功率100~600W,扫描速度500~1200mm/min,激光光斑直径0.5~4mm,搭接率为15~50%,打印层厚0.5~2mm,打印环境氧浓度低于50ppm,基板预热温度0~300℃的条件下,利用同轴送粉3D打印方法逐层成型非晶合金复合材料构件;将得到的非晶合金复合材料构件在惰性气体保护和温度300~600℃下退火,时间2~12h。本发明克服水淬法和铜模铸造法成型非晶合金复合材料尺寸较小和形状简单的缺点,解决了非晶合金复合材料难以机械加工的难题,且具有节省原料,效率高等优点。
本发明涉及复合材料,具体为液态法制备颗粒增强铝基复合材料时浆体中颗粒的加入法。本发明首先对颗粒进行酸洗、加热、保温处理,接着对基体金属铝或铝合金熔化、精炼、扒渣,降温至半固态,然后直接将颗粒加入到半固态金属表面,用无级调速搅拌器进行搅拌,形成浆体。本发明解决了基体金属铝或铝合金与颗粒之间的润湿性问题,为颗粒增强铝基(铝或铝合金基)复合材料的制备提供了良好的浆体。
本发明的目的在于提供一种超高强度和可控塑性的铝基复合材料的制备方法,所述复合材料的具体成分为原子百分比为:Ni:5.5~7、Co:1~2、Y:4~5、La:1~2、Al:余量;其特征在于,所述复合材料采用等温退火方法制备,具体工艺参数为:退火温度380℃,退火时间0~120min,氩气气氛。该方法突破了以往铝基复合材料高强度和大塑性不能共存的问题,制备出的铝基复合材料具有1500MPa以上的断裂强度,并且其塑性可达到21%,已超过目前高强钢材的水平,同时具有良好的高温稳定性。它的出现为发展高性价比、高强轻质材料提供了一条新的途径,使超高强度铝基复合材料作为结构材料的应用成为可能。
本发明涉及一新材料的制作方法,更确切的说是一种以硅藻土为基料的日用复合材料的制作方法。以硅藻土为基料的复合材料包括硅藻土、电气石、凹凸棒石粉、纳米二氧化钛,聚乙烯醇,材料的重量百分比是:硅藻土79%、电气石1%、凹凸棒石粉19%、纳米二氧化钛1%。本发明采用以硅藻土为基料的复合材料,通过配比混合焙烧,复合材料的二氧化硅含量提高,比表面积增大,利用凹凸棒石粉做为粘合剂包覆硅藻土,进一步提高吸附性能同时提高缓释性能,采用电气石、纳米二氧化钛负载在硅藻土上,增加复合材料的功能,采用有机材料聚乙烯醇为造粒剂,提高了产品的强度,通过本发明制得的复合材料,具有较高的自动调湿功能、释放负离子和远红外线功能、对有害气体吸收功能和优异的抗菌性能,是一种环保、节能、低碳、绿色的多功能产品,可以广泛用于日常生活的诸多领域。
本发明属于复合材料制造领域,涉及一种复合材料折痕管的成型装置及方法,以解决连续纤维复合材料折痕管成型困难、纤维比强度差等问题。所述的装置主要由内部模具、外部模具和外部固定装置。内部模具置于外部模具内部的空间内,内部模具与外部模具之间的间隙根据制备不同厚度的复合材料折痕管进行调节;内部模具与外部模具一同置于外部固定装置内部的空间,并进行固定。所述的方法的步骤为:模具装配;预热模具,涂脱模剂;加热模具和复合材料,敷设复合材料;紧固模具,加热加压,固化定型;抽芯拆除模具,脱模,完成成型。本发明制作周期短、制作成本低、可设计性强,可应用于汽车、火车等工业装备中复杂复合材料管吸能结构的加工制造。
本实用新型金属塑料复合材料滑动轴承,涉及滑动轴承制造技术领域,尤其涉及由新型杂环高性能改性工程塑料和改性聚醚醚酮金属塑料复合材料制成的适合于核主泵、水轮发电机、风电、齿轮箱、船舶等机械设备的金属塑料复合材料滑动轴承。金属塑料复合材料滑动轴承包括:基体、网络连接层及复合材料树脂层;基体为金属材料制成;网络连接层通过金属3D打印方式固定于基体的表面,厚度小于复合材料树脂层的厚度;复合材料树脂层通过网络连接层与基体固定连接。本实用新型的技术方案解决了现有技术中的复合材料树脂与基体连接强度可靠性不够,仅适用于载荷小、疲劳强度低轴承工况使用;同时工程塑料树脂层厚度小于0.5mm,仅适用于薄壁的轴承,无法满足厚壁轴承要求的问题。
本发明公开了一种短周期、低成本制备高性能碳/碳复合材料的方法,属于碳纤维复合材料制备技术领域。该方法采用电耦合化学气相沉积工艺(E‑CVI)与液相浸渍‑碳化工艺(PIC)复合工艺制备高性能C/C复合材料。所制备的高性能、高密度C/C复合材料密度可达1.8~1.9g/cm3,其制备周期仅为400~500小时,与传统等温CVI工艺相比,其制备周期缩短30~50%,成本减少约1/2。本发明制备的中间密度C/C复合材料(1.45~1.65g/cm3),可满足民用市场需求,其制备周期仅为200~300小时,成本仅为等温CVI工艺制备成本的1/4~1/3。
本发明属于金属材料技术领域,公开一种氧调制相变的非晶复合材料及其制备方法。该复合材料的主要化学组成为TiaZrbNicCudBeeOf,其中a、b、c、d、e和f为对应元素的原子百分比,31≤a≤63,26≤b≤40,0.1≤c≤6,1≤d≤10,1≤e≤22,0.1≤f≤6,且a+b+c+d+e+f=100;该材料为一类具有形变诱发马氏体相变的非晶复合材料。方法主要是熔炼时向合金中添加金属M的氧化物实现O元素的添加,M为Ti、Zr、Cu中的一种或多种。O元素的添加可以有效调制形变诱发马氏体相变的动力学特征和分布形态,从而使该非晶复合材料表现出高强度、大塑性和良好的加工硬化能力等优异的综合力学性能。本发明对非晶合金及其复合材料的工业生产和实际应用具有重要指导意义。
一种三维多孔石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法,涉及一种纳米复合材料制备方法,包括含插层剂的石墨烯的制备:将氧化石墨烯与强碱弱酸盐溶液充分混合均匀;1,2,4‑三氨基苯二盐酸盐溶于盐酸溶液中,再将盐酸溶液加入到氧化石墨烯/碳酸钠混合溶液中,获得含有插层剂的石墨烯;三维多孔石墨烯的制备:将含插层剂的石墨烯浸泡于氢氧化钾溶液中,反应产物经酸洗和去离子水洗涤干燥得到三维多孔石墨烯;三维多孔石墨烯/聚苯胺复合材料的制备:将三维多孔石墨烯分散于酸性溶液中,并加入苯胺和过硫酸铵,原位聚合得到三维多孔石墨烯/聚苯胺复合材料。该复合材料电化学性能良好,可应用于超级电容器电极材料、储能材料及导热材料等领域。
本发明提供了一种阻燃暖边间隔条及其采用的阻燃复合材料以及制备方法,本发明的阻燃暖边间隔条包括截面为“口”字型的阻燃复合材料框体,矩形阻燃复合材料补强体,在“口”字型的阻燃复合材料框体的上板体上表面的左、右两侧分别设有沿轴向对称的第一不锈钢片和第二不锈钢片,第一弯折片体和第二弯折片体分别自上板体的上表面垂直插入上板体内部,使上板体形成断桥结构。本发明另外提供上述阻燃暖边复合间隔条采用的阻燃复合材料以及该材料的制备方法。本发明的间隔条在使用中不仅起到暖边节能作用,还具有阻燃防火性能,在外观上体现金属质感同时又与中间断桥相互衬托,外观型式简洁美观,并且具有优良的防火阻燃性能。
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。
本发明一种钛基非晶/纯钛双连续相复合材料及其制备方法,属于钛基非晶复合材料技术领域。该复合材料由钛基非晶合金和三维连通多孔钛骨架组成,钛基非晶合金填充在多孔钛骨架中,形成双连续相的结构。将选定的钛基非晶合金加热熔化,然后通过渗流法将液态合金填充到三维连通钛骨架中水淬,或者利用挤铸法将熔融的合金挤入预先装有钛骨架的金属模具中,得到钛基非晶/纯钛双连续相复合材料。该复合材料非晶相和第二相(纯钛)在三维空间均为连续分布的结构且分布均匀,协同变形,两相相互强化,解决了钛基非晶塑性差和复合材料微观结构均匀性控制问题。该非晶复合材料具有优良力学性能,具有高比强度、微观结构均匀可控、无缺陷的特点。
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