本发明涉及一种硅基复合材料及其制备方法,所述制备方法包括以下步骤:(1)在碳材料的表面均匀气相沉积硅基材料;(2)对步骤(1)所得材料进行碳包覆;(3)对步骤(2)所得材料进行物理除磁处理。本发明还涉及包含所述硅基复合材料的锂离子电池负极材料和锂电池。本发明的硅基复合材料的制备方法解决了硅基材料的制备与均匀分散两个问题,且具有流程简单、易于规模化生产等优点,所得复合材料用于锂离子电池负极材料表现出优异的循环性能及良好的倍率性能。
本发明公开了一种硅碳复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将硅粉在含氧气氛下灼烧,得到二氧化硅包覆硅的复合材料;(2)将二氧化硅包覆硅的复合材料与碳水化合物混合,通过水热法在二氧化硅包覆硅的复合材料外包覆碳前驱体;再在惰性气氛中加热碳化,得到在二氧化硅包覆硅的复合材料外包覆碳的复合材料;(3)用过量的氢氟酸腐蚀二氧化硅,得到硅碳复合材料。该硅碳复合材料具有电化学可逆嵌脱锂性能,极大地缓解活性颗粒在充放电过程中的粉化脱落现象,同时具备硅类材料的高储锂容量特性和碳类材料的高循环稳定性,由该硅碳复合材料制得的电池具有更好的循环性能。
本发明提供了一种二氧化锰包覆碳硫复合材料的制备方法,包括:S1)将碳硫复合材料、表面活性剂与二价锰盐在水中混合,得到混合溶液;S2)在混合溶液中加入氧化剂溶液,反应,得到二氧化锰包覆碳硫复合材料。与现有技术相比,本发明通过先让表面活性剂分散于碳硫复合材料的表面,再通过表面活性剂与Mn2+之间的化学作用使Mn2+均匀的分散于碳硫复合材料的表面,从而使生成的MnO2直接包覆在碳硫复合材料的表面,可减少硫与电解液的接触而减少硫组分溶解在电解液中;MnO2还对硫有一个化学作用而使硫更难溶解在电解液中;此方法还非常适合应用于高载硫量的碳硫复合材料上,可更好的提高其材料的充放电比容量和循环性能。
本发明属于高性能复合材料技术领域,具体涉及一种单质碳增强铝基复合材料的制备方法。本发明通过环氧树脂单体固化、热分解结合热压烧结、热挤出的制备方法,原位生成单质碳增强铝基复合材料。本发明中热挤出使单质碳弥散分布在铝合金基体中,减少单质碳团聚,阻碍合金基体发生的动态再结晶现象,使组织细化,进而提高铝基复合材料的强度,弥散分布的碳单质还帮助合金在变形时的晶界滑动,而且应变被大量的细小晶粒所分散,从而提高单质碳增强铝基复合材料的塑性变形能力;此外,由热挤出的温度较低,没有达到Al4C3的生成温度,能够减少Al4C3对复合材料力学性能的影响,制备得到具有优异的强度和韧性的单质碳增强铝基复合材料。
本发明公开了一种FDM打印用ABS/碳纤维复合材料的生产工艺,涉及3D打印工艺处理技术领域,具体为一种FDM打印用ABS/碳纤维复合材料的生产工艺,包括以下步骤:a、原料备份;b、干燥混合;c、配比混合;d、材料制备。该种FDM打印用ABS/碳纤维复合材料的生产工艺,碳纤维作为增强复合材料性能的常见材料,以碳纤维作为增加改善ABS的材料性能的3D打印复合材料,其比强度、比刚度相对于纯ABS材料均有所提升,且ABS/碳纤维复合材料的质量轻,抗疲劳及断裂性等性能良好,通过将ABS/碳纤维复合材料涂在单螺杆FDM线材挤出机中挤出打印线材上,改善线材的弯曲强度、压缩强度和硬度,增加其力学性能,降低线材的表面粗糙度,增加其材料性能。
本发明提供一种磷酸硅铝‑硫复合材料及其制备方法、锂硫电池正极和锂硫电池。磷酸硅铝‑硫复合材料的制备方法:拟薄水铝石浆液与磷酸溶液混合进行反应得到第一溶液;将铝盐溶液与硅源溶液混合后调节pH至碱性,加入第一溶液、环己胺和氢氟酸得悬浊液,加热进行反应,调节pH至中性或弱碱性,继续反应得到磷酸硅铝模板;将磷酸硅铝模板与硫‑水悬浮液混合,加热反应得复合材料,将复合材料热处理。磷酸硅铝‑硫复合材料,使用所述的制备方法制得。锂硫电池正极,使用磷酸硅铝‑硫复合材料制得。锂硫电池,包括所述的锂硫电池正极。本申请提供的磷酸硅铝‑硫复合材料,能很好解决锂硫电池体积膨胀问题,能量密度更高,电化学循环稳定性能好。
本发明涉及一种含有氧化铝涂层的C/SiC复合材料坩埚,属于单晶硅拉制炉用热场部件技术领域。本发明所述复合材料坩埚包括C/SiC复合材料坩埚本体以及涂覆在坩埚本体内表面的氧化铝涂层,且C/SiC复合材料坩埚本体中的陶瓷基体为非晶型SiC以及氧化铝涂层以γ‑Al2O3为主;以γ‑Al2O3为主的涂层与非晶型SiC陶瓷基体具有良好的适配性,结合强度高,在满足坩埚力学性能要求的基础上,一方面大大降低了Si蒸汽对坩埚的侵蚀,而且避免了对复合材料坩埚的机械损伤,提高了坩埚的使用寿命,一方面在单晶硅拉制过程中不会引入杂质成分,保证了拉制单晶硅过程中熔融硅的纯度,与同时使用石英坩埚和炭/炭复合材料坩埚相比,采用本发明所述复合材料坩埚拉制单晶硅的成本显著降低。
本发明公开一种复合材料的拉压平衡复合结构及其制造方法,属于复合材料应用与制造技术领域,本结构包括若干碳纤维复合材料层和若干高熵合金膜层,碳纤维复合材料层和高熵合金层交替铺层,二者之间通过韧性胶层进行粘接;高熵合金层上均匀分布多个开孔,韧性胶透过开孔将高熵合金层上下方的两个碳纤维复合材料层进行粘接。本方法是通过碳纤维复合材料层采用碳纤维预浸料进行铺层成型;高熵合金层通过真空熔炼和磁控溅射制得;高熵合金层与碳纤维复合材料层之间通过韧性胶进行粘接,再通过模压共固化或者热压罐共固化工艺热压成型。本发明能够提高复合结构的抗压模量和强度,使得复合结构具有拉压平衡的性能特点。
一种微波显色高强复合材料及其制备方法,该复合材料包括依次贴合连接的遮蔽层、显色层、增强层,所述遮蔽层为涂覆石蜡的玻璃纤维织物或浅色化学纤维织物;所述显色层为吸波材料涂层的纤维织造成的织物,或所述吸波材料涂层的织物;所述增强层为浅色高强纤维或浅色高强纤维织物,将遮蔽层、显色层、增强层依次铺层后与环氧树脂进行复合得到微波显色高强复合材料。当该复合材料受到微波照射后,吸波层吸波发热使复合材料升温到60℃以上,遮蔽层的白色石蜡融化后变透明,使显色层的颜色或图案显示出来;当关闭微波照射后石蜡凝固,复合材料恢复到白色,从而实现微波显色复合材料,简单易行,在电子产品外壳和广告行业等领域具有广泛应用。
本发明涉及一种Cf/C‑SiC‑ZrC复合材料及其制备方法,属于碳纤维增韧陶瓷基复合材料领域。利用化学气相沉积与前驱体浸渍裂解法相结合的工艺制备具有高断裂韧性的Cf/C‑SiC‑ZrC复合材料。具体制备方法如下:首先,对碳纤维预制体进行排胶和热解碳PyC界面层沉积,之后,浸入PCS和PZC的混合溶液中,进行浸渍、固化及裂解处理,循环浸渍‑固化‑裂解过程,得到Cf/C‑SiC‑ZrC复合材料。利用本发明制备的Cf/C‑SiC‑ZrC复合材料在PyC界面层的保护下可以有效减少碳纤维在裂解过程中受到的物理化学损伤,并且使由陶瓷基体传递向碳纤维的裂纹在界面层发生偏转。此外,PyC界面层有利于削弱碳纤维和陶瓷基体之间的界面结合力,在Cf/C‑SiC‑ZrC复合材料发生断裂时,通过碳纤维拔出消耗能量,提高Cf/C‑SiC‑ZrC复合材料的断裂韧性。
本发明公开了一种利用蓝藻制备石墨烯包覆氧化锌纳米复合材料的方法,属于纳米复合材料技术领域。本发明将洗净的蓝藻细胞置于戊二醛水溶液浸泡得到蓝藻悬浮液;将蓝藻悬浮液固液分离并经纯水悬浮洗涤得到预处理蓝藻,将醋酸锌或硝酸锌、预处理蓝藻、三乙醇胺加入到水中混合均匀,调节pH值为8.0~10.0得到反应体系;将反应体系置于温度为80~100℃条件下反应2~6h,冷却至室温,陈化处理得到陈化液;陈化液固液分离,洗涤、干燥得到前驱体;将前驱体分散到纯水中,然后置于温度为180~210℃条件下反应12~48h,固液分离,洗涤、干燥即得石墨烯包覆氧化锌纳米复合材料。本发明蓝藻作为石墨烯的来源和合成氧化锌的模板剂,制得纳米复合材料具有大比表面积和良好光电性能。
本发明涉及一种基于短碳纤维复合材料的汽车零部件的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:(1)将短碳纤维复合材料进行烘烤处理以去除水分;(2)将步骤(1)处理后的短碳纤维复合材料放入注塑机中,并使所述短碳纤维复合材料升温变成熔融状态;(3)将步骤(2)熔融状态的短碳纤维复合材料注入注塑成型模具中;(4)待所述模具中熔融状态的短碳纤维复合材料完成流动、成型并冷却后喷涂脱模剂,保压后脱模,得到最终的样件。本发明制备得到的产品既有短碳纤维复合材料的强度和表面纹理,同时也能够方便的与周围零部件进行连接,而且还能满足规模化生产。
本发明涉及一种石墨烯/金属复合材料的制备方法,属于金属基复合材料技术领域。包括如下步骤:配置一定浓度的氧化石墨烯溶液,水浴加热后快速倒入液氮中。将冷冻后的固体融化,之后与金属粉末在乙醇/水溶液中高速剪切混合均匀后再次放置于液氮中快速冷冻,随后冷冻干燥得到氧化石墨烯/金属复合粉末。复合粉末热还原后经放电等离子烧结得到高致密度的石墨烯/金属复合材料。本发明制备的石墨烯/金属复合材料中石墨烯呈现神经网络结构,可在提高复合材料的强度的同时保持金属基体良好的韧性,复合材料的性能明显优于同类复合材料。本发明的工艺方法简单可行,步骤易于操作,安全可靠性高,成本低廉,适于大规模生产。
本发明公开了一种用于3D打印的镁基复合材料,原料按质量百分比包括以下组分:镁粉39.5‑46.5%、陶瓷增强相颗粒8.5‑14%、粘接剂45‑47%,所述粘接剂为聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲醋和硬脂酸的混合物;材料的烧结温度远低于激光束熔化镁基复合材料的温度,着火的危险也大大降低,因而避免了传统的采用高能量的激光束直接熔化镁基复合材料粉末容易发生火灾的情况,使得镁基复合材料在3D打印过程中更加安全可靠。而且,由于明显低于激光束熔化镁基复合材料的温度,且没有达到镁基复合材料的熔点,使其在打印过程中不会熔化,因此也避免了镁基复合材料在打印过程中产生烟尘、影响激光光头,提高了激光光头的使用寿命,进一步降低打印成本。
本发明公开了一种低成本、高强度纤维增强纳米多孔炭复合材料的制备方法,属于多孔炭和炭气凝胶制备技术领域。该方法步骤:1)前驱体树脂溶液的配置;2)压力浸渍纤维毡体;3)加压辅助固化制备湿凝胶复合材料;4)常压干燥制备酚醛气凝胶复合材料;5)高温炭化制备纳米多孔炭复合材料。本发明直接采用工业酚醛树脂取代小分子单体配制前驱体溶液,扩大了原材料来源,降低了成本,压力浸渍提高了浸渍效率,并且减少了复合材料内部缺陷,高压辅助固化缩短了固化时间,固化后的湿凝胶直接常压干燥得到有机气凝胶复合材料。该复合材料密度0.20‑0.75g/cm3,压缩强度2.0‑100.1MPa,热导率0.051‑0.426W/(m·K)。
本发明涉及一种测试三维编织复合材料面外拉伸试验辅助粘接工装,包括阻制两个金属拉块与复合材料试件之间的相对滑移的滑移限位组件,和对两个金属拉块提供对复合材料试件的夹持力的夹持组件。本发明还提供了一种测试三维编织复合材料面外拉伸试验辅助粘接方法。本发明所提出的辅助粘接工装,通过滑移限位组件来防止两个金属拉块与复合材料试件之间的相对滑移,通过夹持组件对两个金属拉块提供对复合材料试件的夹持力,在防止金属拉块与复合材料试件错位的同时,也可以提升粘接效果;本发明所提出的辅助粘接工装,专为方形面外拉伸试件设计,填补了这一领域的空缺。
本发明涉及纳米氧化锌复合材料技术领域,具体为一种纳米氧化锌包裹纳米银抗菌复合材料的制备方法。本发明通过助剂辅助合成多孔纳米氧化锌,合成表面多孔、比表面积大、吸附力强的多孔纳米氧化锌,再对多孔纳米氧化锌进行表面改性处理,通过改性后的纳米氧化锌不易团聚,表面改性纳米银可顺利进入表面改性纳米氧化锌的孔隙中制得由表面改性纳米氧化锌包裹表面改性纳米银的复合材料,该复合材料光催化效率高吸附能力强,可以有效吸附分解甲醛等污染性气体,达到去除甲醛的目的,同时复合材料表面的氧化锌吸附细菌杀菌后,包裹在复合材料里面的银进一步杀灭细菌,从而提高了复合材料的抗菌杀菌能力。
本发明涉及一种碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,包括如下步骤:S1、将碳化硼粉末、碳源和混料介质进行湿法混合形成混合物料,经烘干、研磨、过筛后形成待模压物料;S2、将待模压物料压制成型,经烘干后得到陶瓷坯体;S3、将硅块置于陶瓷坯体上进行真空熔渗反应烧结,得到碳化硼陶瓷复合材料前驱体;S4、除去碳化硼陶瓷复合材料前驱体表面的残留硅后将其置于加热设备中进行热处理,再冷却至室温后得到碳化硼陶瓷复合材料。本发明的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法能够降低烧结温度,提高碳化硼陶瓷复合材料的致密性,同时能够提高碳化硼陶瓷复合材料的力学性能。
本发明公开了一种三明治复合材料结构的参数识别方法,包括:建立三明治复合材料结构的有限元模型,等效为壳‑实体‑壳形式的正交各向异性均质材料有限元模型;对三明治复合材料结构进行模态实验,得到三明治复合材料结构的模态频率和模态振型;利用基于相对灵敏度分析的参数选择方法,对待修正参数进行相对灵敏度分析并进行参数分组,得到灵敏参数组;利用多步分组优化方法,采用三明治复合材料结构的模态频率,对灵敏参数组进行优化,最终得到识别后的三明治复合材料结构的参数。本发明采用有限元分析与动力学试验相结合的形式,建立了有限元初始分析模型,同时通过构造动态特性目标优化函数,识别了三明治复合材料结构的力学参数。
本发明公开了一种超低温法金属有机配体掺杂氨基酸复合材料及其制备方法。将氯化锆(ZrCl4)与对苯二甲酸(H2BDC)分别溶解在N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)中,取氨基酸于盐酸溶液中机械搅拌溶解成氨基酸盐。取上述三种溶液预冷冻后,将ZrCl4和氨基酸盐混合后置于超低温恒温槽中机械搅拌,再将对苯二甲酸溶液逐滴加入上述ZrCl4与氨基酸盐的混合溶液中,继续机械搅拌,再加入冰醋酸超低温机械搅拌即可得到金属有机配体掺杂氨基酸复合材料。本发明利用超低温法使得复合材料的晶型更加均一,同时增加了复合材料的结构稳定性和比表面积,以及改变了复合材料表面吸附位的酸碱性,该方法下合成的复合材料较同等条件其他方法合成的复合材料对多肽的选择性吸附性能更优。
本发明属于复合材料制备领域,涉及一种先驱体浸渍裂解法制备SiC/SiC复合材料销钉的方法。本发明首先以1k SiC纤维束为原材料,采用2D编织的方式制备销钉的纤维预制体,将销钉纤维预制体放置于石墨模具中定型后通过化学气相渗透法(CVI)制备界面层,通过先驱体浸渍裂解法(PIP)制备基体,得到SiC/SiC复合材料销钉,所制得的SiC/SiC复合材料销钉强度高,韧性好,与原有的二维铺层结构的复合材料销钉相比,不存在分层问题,且二铺层结构的SiC/SiC复合材料制备销钉需先切割、加工成长条装,然后再进行销钉成型加工,容易引起复合材料的分层和性能下降,且加工费用高、效率低。本发明提高了销钉的制备效率和力学性能的稳定性,具有广阔的市场推广应用前景。
本发明属于连续纤维增强陶瓷基复合材料制备技术,涉及一种连续氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料的制备方法。本发明首先采用氧化物有机聚合物前驱体为原料,通过PIP工艺制备多孔氧化物陶瓷涂层作为复合材料中纤维与基体的界面,然后利用氧化铝陶瓷料浆的冷冻干燥工艺获得具有三维网络通孔的多孔氧化铝基体坯体骨架,再利用氧化铝无机前驱体反复浸渍多孔氧化铝坯体骨架获得致密基体坯体,最后对复合材料坯体进行烧结获得高性能复合材料。本发明基体的致密过程采用冷冻干燥工艺不仅可以获得高致密度基体,还可以保证界面层在高温热处理之前不裂解,确保了多孔氧化物涂层的获得,使复合材料纤维与基体间形成弱界面,实现复合材料的增强增韧的效果。
本发明公开了一种快速移动复合材料运动臂及其制备方法,所述运动臂包括由一根碳纤维复合材料杆件Ⅰ和两根碳纤维复合材料杆件Ⅱ通过T型接头装配而成的T型主体结构,所述T型结构上胶接有连接座,所述T型结构上通过连接接头安装有纵梁组件和横梁组件,所述纵梁组件和横梁组件上安装有螺纹接口,所述碳纤维复合材料杆件Ⅰ下端胶接有一个铝合金接头。通过改进机械设备上传统的金属运动臂,将运动臂材料改为碳纤维复合材料。本发明通过运动臂的结构设计与优化以及复合材料零件的成型与运动臂的装配技术,拓展了复合材料的应用领域,实现了机械设备上快速移动运动臂的减重、高阻尼以及耐疲劳性。
本发明属于先进复合材料科学技术领域,公开了一种连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料及其制备方法。杂萘联苯聚芳醚腈树脂溶解在特定有机溶剂中,配制成质量百分比浓度为5%~40%的树脂溶液,将连续碳纤维在树脂溶液中进行浸渍,通过烘干工艺去除溶剂后经裁剪制得预浸片,根据复合材料的厚度铺设相应层数的预浸片,然后进行热压成型,脱模后制得连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料,该复合材料在250℃的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度的保持率分别可达到56%、96%和60%。本发明对于推动先进复合材料的发展和开拓连续碳纤维增强高性能热塑性树脂基复合材料在航空航天领域的应用具有实用价值。
本发明涉及一种外观似木的木塑复合材料及其制备方法。本发明需要解决的技术问题是提高木塑复合材料的仿真木效果,并提供一种外观似木的木塑复合材料。本发明木塑复合材料的制备方法,以植物纤维粉和热塑性塑料为原料,加入适量添加剂,均匀混合,经挤出机挤出塑化和成型,制得木塑复合材料,其特征在于对木塑复合材料表面进行“打纹处理”,即采用机械方法,将木塑复合材料表面打磨掉或刷掉一薄层,形成类似于粗糙木板表面的纵向纹路。
本发明适用于复合材料技术领域,提供了一种PBT复合材料及其制备方法,所述PBT复合材料包含按重量份数计的下列组份:热塑性聚酯弹性体(TPEE)5~35份,PBT10~82份,增强剂5~35份,阻燃剂5~25份,相容剂3~7份,偶联剂0.1~2份。本发明通过加入热塑性聚酯弹性体使PBT复合材料的耐低温性能得到明显增强,同时通过相容剂和偶联剂对热塑性聚酯弹性体、PBT、增强剂及阻燃剂之间的相容性进行改性,有效地消除了增强剂和阻燃剂对复合材料耐低温性能的影响,实现了PBT复合材料同时具有耐低温性能、阻燃性能以及高强度性能。另外,制备PBT复合材料时只需将相应组份分步混合后熔融挤出,工艺简单,成本低廉,生产效益高,非常适于工业化生产。
本发明涉及一种晶须和颗粒协同增强层状陶瓷基复合材料的制备方法,将晶须和颗粒分散均匀,协同增强层状陶瓷基复合材料。采用化学气相渗透法在薄膜内沉积SiC基体,完成一层(SiC晶须+SiC颗粒)/SiC复合材料的制备。在此基础上流延薄膜,循环上述过程获得(SiC晶须+SiC颗粒)/SiC层状陶瓷基复合材料。与公知的制备层状陶瓷复合材料的方法相比,减少了制备过程中对增强体的损伤,提高复合材料的致密性,化学气相渗透法制备的晶须和颗粒协同增强层状陶瓷基复合材料,拉伸强度达到90-120MPa。
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