本发明属于碳纤维/树脂基层合复合材料制造及力学性能领域,涉及一种纳米多层石墨烯增韧复合材料层间的方法。本发明选用较低成本纳米多层石墨烯作为复合材料预浸料层间的增韧材料,在预浸料剪裁完成之后,将其定量按比例投入丙酮或乙醇液体并通过超声波进行充分弥散,再通过气压枪均匀喷附在预浸料表面,待丙酮或乙醇挥发完进行预浸料的铺贴,再送入热压罐进行加热加压固化,最后切割为DCB与ENF标准试样进行Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性测试,测试结果表明该材料在喷涂密度为1g/m2时GIC与GIIC都有显著提升,提高了复合材料层合结构的层间韧性,弥补了层合复合材料层间性能的不足。
本发明公开了一种屏蔽中子和伽马射线的硼钨铝复合材料,由以下质量百分数的原料制备而成:钨和/或碳化钨20%~80%,硼、碳化硼和氮化硼中的一种或两种以上1%~10%,钛0.2%~0.5%,余量为铝和/或六系铝合金;本发明还公开了一种屏蔽中子和伽马射线的硼钨铝复合材料的制备方法,将除钛粉末外的原料粉末混合研磨后与钛粉末间歇式混合研磨,得到复合材料粉末,依次经冷压、活化和烧结,得到硼钨铝复合材料。本发明原料中引入硼元素和钨元素,实现了对中子和伽马射线的有效屏蔽,钛元素抑制了界面反应对屏蔽性能的影响;本发明采用间歇式混合法避免了冷焊的产生,通过冷压和活化去除残余气体,有利于得到硼钨铝复合材料。
本发明公开了一种热管理用SiC/石墨膜层状复合材料及其制备方法,该复合材料按体积分数计,由10~50%的SiC增强相和50~90%的石墨膜基质相组成,石墨膜和SiC在复合材料中逐层交替分布,并呈现完美取向排列;其制备方法由石墨膜表面包覆SiC陶瓷层、表面包覆SiC陶瓷层石墨膜的逐层堆叠及预压成型、预成型试样的真空热压烧结及烧结后样品的后续处理四个步骤完成。该制备方法有效解决了传统SiC/石墨复合材料烧结致密化困难及SiC与石墨之间的界面结合强度低等问题。采用本发明方法制备的SiC/石墨膜层状复合材料,不仅平行层状方向具有很高的热导率,而且垂直层状方向能获得与封装基板相匹配的热膨胀系数,同时具有低的密度及高的强度,是一种非常有应用前景的新型热管理材料。
一种硅橡胶复合材料的制备方法,其特征在于:制备KH550‑GO/MMT复合材料;取白炭黑乙烯基硅油混炼基胶、乙烯基硅油、Pt催化剂放入塑料烧杯中,室温下在高速搅拌机上搅拌,搅拌均匀制得MVQ的A组分;取白炭黑乙烯基硅油混炼基胶、乙烯基硅油、双封头抑制剂、含氢硅油,室温下在高速搅拌机上搅拌,搅拌均匀制得MVQ的B组分;往MVQ的A组分中加入KH550‑GO/MMT,室温下用高速搅拌机搅拌,密封后再超声振荡;超声完成后同MVQ的B组分混合用高速搅拌机搅拌,真空泵抽真空,导入自制模具,得到KH550‑GO/MMT/MVQ复合材料。利用MMT层间阳离子的可交换性和膨润性制得KH550‑GO/MMT二元填料,制得KH550‑GO/MMT/MVQ复合材料。复合材料的综合力学性能最佳,热分解更加稳定,炭层更加致密,阻燃效果大幅提高。
本发明提供了一种含有不同化学计量比铝酸锶的高温自润滑复合材料,属于润滑材料技术领域。本发明通过控制原料中纳米Al2O3和SrCO3的用量,可以得到不同化学计量比的铝酸锶;本发明以镍、铬作为基体金属,利用不同化学计量比铝酸锶的协同润滑作用,可以改善高温自润滑复合材料在800℃条件下的摩擦性能和磨损性能,降低高温自润滑复合材料的摩擦系数和磨损率。实施例表明,本发明提供的含有不同化学计量比铝酸锶的高温自润滑复合材料在800℃下摩擦系数可低至0.23,磨损率可低至1.4×10‑5mm3/(Nm)。本发明还提供了上述含有不同化学计量比铝酸锶的高温自润滑复合材料的制备方法,此法操作简便,易于工业化生产。
本发明公开了一种阻燃型高光泽聚丙烯复合材料及其制备方法,所述阻燃型高光泽聚丙烯复合材料按重量份数由以下组分组成:聚丙烯(PP)70‑85份,硫酸钡粉体15‑25份,乙烯‑辛烯的共聚物(POE)5‑10份,阻燃剂1‑5份,二(对苯级二苯亚甲基)山梨醇(MDBS)0.1‑0.5份,硅烷偶联剂(KH‑550)1.5‑4.5份,2,5‑二甲基‑2,5‑双(叔丁基过氧基)己烷(双2,5)0.1‑0.3份,抗氧剂0.5‑1.5份,亚乙基双硬脂酰胺(EBS)0.5‑1.5份。以及一种阻燃型高光泽聚丙烯复合材料的制备方法,以聚丙烯和阻燃剂为原料,通过搅拌机充分混合,熔融挤出得到聚丙烯复合材料。本方法制备的阻燃型高光泽聚丙烯复合材料,具有成型收缩率低、阻燃性能和加工性能优异等优点,而且还具有ABS的高光泽度的特点,但是成本却要低很多。
一种锂离子电池用氧化锌/石墨烯复合材料的制备方法,首先取氧化石墨加入到溶剂中,进行超声处理,获得氧化石墨烯分散液;然后取金属锌盐加入到氧化石墨烯分散液中,再进行酸碱调节,使混合溶液呈碱性;然后将混合溶液转移到水热反应釜中进行反应,反应结束降至室温,用水和乙醇各洗3次后进行真空干燥处理,获得部分还原石墨烯氧化锌复合材料;最后将上述复合材料在惰性气氛下进行煅烧,结束后冷却至室温,即获得氧化锌/石墨烯复合材料;利用本方法制备的氧化锌/石墨烯复合材料作为锂电池的负极材料,能够克服氧化锌导电性差、体积膨胀效应严重的问题,具有循环稳定性强、导电性强的特点;本方法具有操作简单、可重复性高、成本低廉的特点。
本发明公开了一种碳/碳基或陶瓷基复合材料紧固件的防松方法,用于解决现有的复合材料紧固件的防松方法重复使用率差的技术问题。技术方案是首先对碳/碳基或陶瓷基复合材料紧固件浸渗入液态陶瓷先驱体,紧固件紧固连接后,得到改性后的紧固件。然后在一定温度下交联固化,得到改性后的紧固件连接件。改性后的碳/碳基或陶瓷基复合材料紧固件,在螺纹与螺母之间形成陶瓷连接,并且在伸出螺母之外的螺纹上形成一定厚度的涂层,使得螺母松脱退出的阻力增大,从而提高了复合材料紧固件的防松抗振性能和重复使用率。
本实用新型公开了一种纳米纤维定向和定域增强金属基复合材料制备装置,用于解决现有的制备过程需分预制体制备、预制体烧结和液体浸渗三种工艺进行的技术问题,其技术方案是将挤压模具、熔炼装置、电磁产生系统一体化设计,利用电磁场来实现复合材料的均匀搅拌、纳米纤维预取向以及确定纳米纤维的增强区域,通过挤压可一次快速成形纳米纤维定向和定域增强金属基复合材料制件。本实用新型采用电磁预取向和挤压取向相结合的方式,实现了纤维增强金属基复合材料中纤维的定向取向,可一次、低成本制造高性能的各向异性复合材料制件。通过线圈电源的交直流转换,方便地完成了均匀搅拌和纤维按需取向两个过程,使模腔内的增强纤维和金属均匀混合后定向取向。
本发明公开了一种紫铜颗粒增强镁基复合材料及其制备方法,具体涉及镁基复合材料领域,包括原料按重量百分比计包括纯镁或镁合金基体90wt%‑97.5wt%和Cu辅材2.5wt%‑10wt%。本发明制备的紫铜颗粒增强镁基复合材料,发挥出了紫Cu的高导热、高模量等特性,避免了合金化带来的缺陷,同时采用>40微米级球形紫Cu颗粒,克服了传统陶瓷颗粒与纤维、晶须增强镁基复合材料的低导热缺陷,以及在室温250±50℃温度室温至温成型,属于低温度制备和加工变形,可以避免Mg‑Cu发生化学反应生成化合物,并有效节约能源,降低成本,有效提高了复合材料的物理性能和力学性能,同时保留了镁轻质与高导热特性,拓宽了其作为功能‑结构材料的应用领域。
本发明公开一种制备微纳尺度GF、PP复合材料的方法,采用单轴双模头离心喷吹设备,将聚丙烯熔体、玻璃熔体通过单轴双高速离心模头分别离心成0.1‑5微米丝,然后由高速定向气流吹离到着丝板,经过热压成型制备微纳尺度GF、PP复合材料。本发明采用单轴双模头离心喷吹设备制备微纳尺度GF、PP复合材料的方法可以实现5μm以下GF、PP复合材料的大规模工业化制备,特别是能制备得到0.1‑1μm的GF、PP复合材料具有经济、能耗低、微纳尺度结合、产率高、丝径均匀、大大提升材料力学性能和综合性能的特点,拉伸强度好。
本发明公开了一种纳米碳化硅协同改性麦秸秆复合材料的制备方法,具体为:将麦秸秆纤维放入乙烯基三甲氧基硅烷与纳米碳化硅悬浮液中,使用水浴加热法并不断搅拌,得到改性麦秸秆纤维;将制备的改性麦秸秆纤维和高密度聚乙烯分别放于烘箱中进行干燥;将充分干燥的改性麦秸秆纤维和高密度聚乙烯按比例称取,放置在混炼机中进行高温混炼得到共混物;将得到的共混物进行破碎,得到颗粒状的复合材料并将将复合材料放于烘箱中进行充分干燥;将得到的复合材料进行注塑成型,待冷却脱模后取出,得到标准试样。本发明解决了麦秸秆纤维与塑料基质高密度聚乙烯极性不同而导致的相容性差的问题,提高了麦秸秆纤维复合材料的整体性能。
本发明提供了一种粉煤灰基多孔地质聚合物‑沸石复合材料、制备及应用;该材料的制备方法采用蒸压养护的方法,使得粉煤灰基多孔地质聚合物材料转变为粉煤灰基多孔地质聚合物‑沸石复合材料;该方法包括制备碱性激发剂、制备混合浆料、制备粉煤灰基多孔地质聚合物材料和制备粉煤灰基多孔地质聚合物‑沸石复合材料四个步骤。采用该制备方法制得的粉煤灰基多孔地质聚合物‑沸石复合材料的密度为300~500kg/m3,孔隙率为67~80%。本发明的制备方法首次采用蒸压养护法将沸石原位的负载在粉煤灰基多孔地质聚合物材料上,采用该制备方法制得的粉煤灰基多孔地质聚合物‑沸石复合材料具有高重金属吸附能力,能够直接应用于重金属污染处理中。
本发明涉及一种提高原位AlN/AZ91镁基复合材料耐蚀性能的热处理方法,以AlN/AZ91镁基复合材料铸锭(专利ZL201510882938.5)为原材料,通过制定特殊的固溶温度、固溶时间、时效温度、时效时间等参数,形成一套可提高AlN/AZ91复合材料耐腐蚀性能的热处理工艺。该热处理工艺参数切实可行,易控制,与铸态AlN/AZ91镁基复合材料相比,能明显改善其耐蚀能力,从而实现了AlN/AZ91镁基复合材料耐蚀性能的提高。
本发明涉及一种透波型Si3N4纤维增韧Si3N4陶瓷基复合材料的制备方法,首先采用丙酮清洗和空气中热处理的方法去除预制体中的杂质;采用BCl3-NH3-Ar-H2先驱气体体系,通过化学气相渗透工艺制备一定厚度的BN界面,然后采用先驱体浸渍裂解法制备存在较大气孔率的疏松态的Si3N4-Si3N4复合材料,最后采用SiCl4-NH3-Ar-H2先驱气体体系,通过化学气相渗透工艺制备致密的Si3N4基体和涂层。该方法有效降低了复合材料的制备温度, 可根据不同纤维预制体选取合适的制备组合, 从而获得高性能的透波型复合材料。所制备的氮化硅陶瓷基体不仅致密均匀有利于承载和保护纤维提高复合材料强度,而且陶瓷化程度和纯度高,透波性能优异。
一种蒙脱土改性炭泡沫复合材料制备方法,属于炭泡沫材料制备领域,尤其涉及一种蒙脱土改性炭泡沫复合材料制备方法。针对现有技术缺陷,提供一种孔隙率低、压缩强度高、热导率低的蒙脱土改性炭泡沫复合材料制备方法。该方法以酚醛树脂、BJO-0930酚醛微球为原材料,与蒙脱土混合,采用模压成型法制备出酚醛泡沫前驱体,在Ar气保护下进行800℃炭化处理,得到蒙脱土改性炭泡沫复合材料。该方法制备得到的蒙脱土改性炭泡沫复合材料基体相与微球相结合紧密,孔隙率低,压缩强度提高到25.54MPa,热导率也明显降低,800℃下的热导率降为0.588W/(m·K)。
本发明公开了一种石墨烯钒酸铵复合材料及其制备方法,该石墨烯钒酸铵复合材料中石墨烯的质量占比为5‑20%,其余为钒酸铵,且钒酸铵呈带状均匀的分布在石墨烯片层上,且钒酸铵的宽度为20‑60nm。该石墨烯钒酸铵复合材料的制备方法主要为通过使用软模板法,以及使用十二烷基苯磺酸钠合成该石墨烯钒酸铵复合材料。该石墨烯钒酸铵复合材料中钒酸铵均匀的分布在石墨烯片层上,避免了钒酸铵粒子团聚的情况,提高了锂电池的充放电容量。
本发明涉及一种高碳体积分数C/Cu复合材料的低压辅助熔渗制备方法,采用铜基 复合材料的低压辅助熔渗制备方法,将短碳纤维和酚醛树脂酒精溶液混合均匀,冷等 静压预制成型,并在Ar2保护下保温碳化;加入1~10%、1~10%、1~5%的Ti、Sn、 Cr,余量为Cu,熔炼成合金锭;在预制体上按合金锭∶碳纤维=4∶1的比例放置合金 锭,在熔渗炉中抽真空、加热至熔渗温度,充入Ar2并保温、保压熔渗,获得高含量 C/Cu复合材料。本发明有效提高了润湿性,降低了合金液与纤维间反应,得到高碳体 积分数50~70%的C/Cu复合材料,减小了界面反应对预制体造成的损伤,简化了高 碳体积分数C/Cu复合材料制备工艺。
本实用新型实施例提供了一种耐电压复合材料及利用其制备的车顶罩板,从上往下依次包括:玄武岩纤维板、胶膜、泡沫芯材、胶膜、碳纤维板。新研制的这种耐电压复合材料车顶罩板,首先就是将这种优质的纤维材料编织成纤维布,并且进行预浸,制成预浸布,再根据耐电压复合材料车顶罩板的技术要求将其压制成复合板,耐电压复合材料车顶罩板基本结构为玄武岩纤维板+胶膜(航空用胶)+泡沫芯材(PET材质,泡沫本身结构稳定,隐现蜂窝格状)+胶膜(航空用胶)+碳纤维板复合成一体,制作成耐电压复合材料车顶罩板结构。
本发明公开了一种环氧可逆树脂基三维编织混杂结构复合材料的制备方法,包括制备法向纱,制备多轴向三维编织混杂结构预制件;将多官能团环氧树脂和酸酐类化合物混合,在室温下搅拌至混合均匀;随后加入乙酰丙酮锌,继续搅拌至乙酰丙酮锌溶解,形成均相体系,脱泡后得到环氧可逆树脂;采用VARTM技术制备复合材料。本发明以环氧可逆树脂为基体、以多轴向三维编织混杂结构预制件为增强体,制备树脂基复合材料。采用环氧可逆树脂对预制件进行固化,实现了预制件和环氧可逆树脂的回收,当固化过程中出现气泡、浇筑不匀等问题时,通过回收实现了价格昂贵的预制件的再利用,大大减少了成本,降低了复合材料的破坏率,减少了废弃复合材料的产生。
本发明公开的在复合材料构件压实过程中抑制纤维起皱的方法,由于在复合材料构件成型中,形成纤维褶皱缺陷的本质是多叠层滑动相互影响,且在压实过程中无法控制,本发明方法以多阶梯压力触发复合材料厚度方向各叠层分别在不同的时刻开始滑动,从外到内渐进式压实各叠层,将混乱无序的叠层滑移转变为各叠层的有序滑移,克服现有压实原理中叠层同时滑动相互影响的局限;同时,保证叠层在缓慢的滑移速率下,通过层内纤维剪切运动释放纤维应力,避免纤维压缩失稳;该方法解决了复合材料构件成型过程中严重的褶皱缺陷难以控制的难题,这将显著提升复杂型面结构复合材料构件的设计和制造极限。
本发明涉及一种一维碳化铪HfC材料改性炭/炭复合材料的制备方法,通过CVD法成功地将一维HfC材料引入C/C复合材料的炭基体中,制备出了一维HfC材料改性C/C复合材料,以期待即改善C/C复合材料的抗烧蚀性能又不降低其力学性能。利用CVD工艺可控的优点,可有效控制一维HfC材料的形貌和尺寸,实现了在2D针刺炭毡或者炭布上大规模原位生长微米尺度的HfC晶须或纳米尺度的HfC纳米线。并获得了含有一维HfC材料的2D针刺炭毡和炭布叠层预制体,最终成功制备出一维HfC材料改性C/C复合材料。
本发明涉及一种C/SiC‑HfC复合材料零件过渡相涂层制备方法、过渡相涂层浆料及构件热防护方法,以解决目前C/SiC‑HfC复合材料零件在进行CVI沉积铆焊时,HfC基体与CVI沉积的SiC涂层之间模量失配导致热防护效果降低的技术问题。该过渡相涂层浆料由质量比为聚氮硅烷:二硼化铪:过氧化二异丙苯=1:(0.6~0.9):(0.01~0.03)组成。该过渡相涂层制备方法为:制备超高温改性C/SiC‑HfC陶瓷基复合材料零件,制备上述过渡相涂层浆料并涂刷在超高温改性C/SiC‑HfC陶瓷基复合材料零件的表面,进行固化。该构件热防护方法为:在超高温改性C/SiC‑HfC陶瓷基复合材料零件表面上制备过渡相涂层,并将其固定到构件上,进行化学气相浸渗沉积。
本发明涉及一种含有α‑Al2O3涂层的炭/炭‑碳化硅复合材料坩埚,属于单晶硅拉制炉用热场部件技术领域。所述复合材料坩埚包括坩埚本体以及涂覆在坩埚本体内表面的α‑Al2O3涂层,坩埚本体是通过CVI工艺、树脂浸渍炭化工艺以及CVI工艺依次对炭纤维预制体进行热解炭、树脂炭以及碳化硅增密处理获得的体积密度为1.6g/cm3~1.8g/cm3的C/C‑SiC复合材料;其中,炭纤维预制体的体积密度为0.3g/cm3~0.6g/cm3,热解炭增密至1.0g/cm3~1.2g/cm3,树脂炭增密至1.4g/cm3~1.6g/cm3,碳化硅增密至1.6g/cm3~1.8g/cm3。所述复合材料坩埚既具有支撑作用又可保证熔融硅纯度,避免石英坩埚的使用,而且使用寿命显著提高,有效降低单晶硅拉制成本,解决了现有技术中必须同时使用石英坩埚和炭/炭复合材料坩埚拉制单晶硅所带来的问题。
本发明公开了一种陶瓷基复合材料隔热屏及其制备方法,包括以下步骤:以含碳纤维束为原料制成纤维布;采用耐高温材料制备定型模具的内外模;将纤维布缠绕在定型模具的内模上,并采用校型模具和连接件将纤维布夹持固定后将内模、纤维布和外模缝合为一体,缠绕的纤维布即为纤维预制体;将纤维预制体表面依次沉积氮化硼界面层和碳化硅陶瓷基体,制得隔热屏坯料并进行加工,制得陶瓷基复合材料隔热屏半成品,然后继续在陶瓷基复合材料隔热屏半成品表面沉积碳化硅,制得陶瓷基复合材料隔热屏。该陶瓷基复合材料隔热屏可有效解决现有的隔热屏存在的重量大、耐高温性能差的问题。
本发明涉及碳纤维复合材料生产技术领域,公开了一种高性能碳纤维复合材料板的快速制备方法,针对现有技术中的碳纤维复合材料板生产周期长、成本高、效率低下的问题,现提出如下方案,其包括以下步骤:S1、预制体平板针刺,将平纹布、斜纹布、无纬布三种碳布与网胎裁切成所需要的尺寸交替叠加铺层,在平板针刺机上进行针刺,做出密度为0.45g/cm³的针刺平板预制体;S2、树脂浸渍,将S1中针刺好的平板预制体浸渍酚醛树脂,其中酚醛树脂中加入固化剂和石墨粉。本发明能在及短的时间内制备出高密度的碳纤维复合材料平板,有效提高了生产效率,而且可灵活的控制碳纤维预制体的厚度、树脂与石墨粉的比例,制备出相对应密度的碳纤维复合材料平板。
本发明公开一种压电复合材料的制备方法及其应用,制备方法为步骤一,设计3D打印曲面网格模具,并打印制备成型;步骤二,将块状压电相切割成若干压电小柱;步骤三,将压电小柱插入进3D打印模具空格中;步骤四,用环氧树脂等非压电相对压电小柱与3D打印模具的空隙进行填充和固化成型:步骤五,对制成样品进行打磨、抛光,超声清洗后,对样品进行被覆电极操作得到曲面压电复合材料,本发明能够制备曲面压电复合材料,其优点在于很好的克服了传统制备曲面复合材料工艺繁杂、成型困难的缺点,能够实现大曲率、大面积、曲面压电复合材料的制备。
本发明公开了一种复合材料铺层优化方法及系统。该方法包括:基于铺层个数和铺层角度集合,生成复合材料构件的不同种铺层角度排列方式;进行固化变形的仿真计算确定变形绝对值的全局最大值;进行破坏强度仿真计算确定全局最大载荷;将变形绝对值的全局最大值和全局最大载荷输入线性函数中,得到线性函数值;以最小线性函数值对应的复合材料构件的铺层角度排列方式为输入,以载荷最大和固化变形最小为目标,采用优化算法得到优化后的铺层角度排列方式。采用本发明的方法及系统,考虑固化变形的影响,基于铺层角度这一铺层参数进行复合材料铺层优化,能够使成型后的复合材料制件既有很高的刚强度,又不会产生较大的固化变形。
本发明公开了一种高分散石墨烯树脂基复合材料及其制备方法和应用,属于热固性树脂基复合材料及摩擦磨损领域。具体包括:将小尺寸中间相炭微球颗粒活化制备高分散石墨烯颗粒,然后与树脂、固化剂通过机械混合、固化的方式制备石墨烯树脂基复合材料。该方法优点在于:与传统的石墨烯比较,本发明制备的石墨烯不需要改性处理或溶剂分散,且制备过程简单、成本低,可批量生产,进而有利于规模化制备大尺寸石墨烯填充树脂基复合材料。摩擦磨损实验表明,该复合材料与纯树脂比较,具有明显的耐磨性,同时摩擦系数没有显著降低,这有利于作为制动、密封等材料使用。
本发明公开了一种耐烧蚀、低导热橡胶复合材料及其制备方法,该复合材料由耐烧蚀胶料和低导热胶料经剪切塑化、层状叠合形成耐烧蚀、低导热多层复合结构。所述的耐烧蚀胶料选用氧‑乙炔线烧蚀率小于0.05mm/s的橡胶基复合材料;低导热胶料选用与耐烧蚀胶料相同的基体,且导热系数小于0.2W/m·k的橡胶基复合材料。该复合结构橡胶材料兼备优异的耐烧蚀性能和隔热性能。本发明所述的多层复合结构材料各层之间无需手工模压成型,可实现材料多层结构一次成型、连续化制备;材料层间界面粘接可靠,力学性能优异;材料制备方法自动化程度高、安全性好、操作简单、无溶剂污染,易于实现耐烧蚀、低导热橡胶复合材料的连续批量化生产。
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