本发明涉及材料性能的仿真测试技术领域,特别涉及一种双连续相复合材料的仿真模拟方法。该方法包括:步骤一、采用Cahn‑Hilliard方程对双连续相复合材料的结构进行模拟,得到所述双连续相复合材料的结构的模拟方程;步骤二、采用中心差分方法对所述模拟方程进行离散处理,得到差分方程;步骤三、根据所述差分方程获取双连续相复合材料所有组分相坐标位置信息;步骤四、将所述所有组分相坐标位置信息嵌入有限元软件,得到双连续相复合材料的仿真模型。本申请能够获取能够描述双连续相复合材料力学行为的计算模型,该模型不仅能够描述双连续结构的空间分布,而且基于该模型的有限元分析可以预测双连续相复合材料的力学性能,方法简单,效率高,成本低。
本发明公开了一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料及其制备方法,属于航空发动机用镍基合金复合材料技术领域。通过制作SiC先驱丝预制体、在粘结剂中添加适量钎焊料的方法,采用真空热压技术合成了SiCf/Al2O3/Ni合金基复合材料。该复合材料纤维排布均匀,纤维与基体结合良好无孔洞,弹性模量等力学性能得到明显提高。本发明在制备过程中所涉及的添加剂(钎焊料)的使用,有效地降低了材料合成温度、抑制过度的界面反应,显著改善了纤维与基体的界面结合,对于SiC纤维增强Ni合金基复合材料的研究和实际应用具有重要意义。
一种纤维增强复合材料三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三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,根据统计结果建立三维随机介质模型M(x,y,z);然后利用极值搜索法改造三维随机介质模型M(x,y,z),建立三维随机孔隙模型,统计三维随机孔隙模型的孔隙率及孔隙分布特征;最后对三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三维随机孔隙模型,该方法可精确建立纤维增强复合材料三维随机孔隙模型,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。
一种感应熔覆梯度硬质复合材料涂层工艺,属于材料表面工程技术领域。在金属零件表面预涂硬质相与金属相复合的梯度涂层,该预涂层具有硬质相含量由内层到外层依次增加的成分梯度分布,硬质相体积百分比含量在0-90%范围变化,在保护气氛中感应加热重熔预涂层,通过各层之间互扩散形成与金属零件基体界面冶金结合、致密无裂纹的连续梯度硬质复合材料涂层。采用梯度硬质复合材料预涂层,解决了传统感应熔覆硬质涂层冶金结合造成的热应力过大,激光束、电子束和等离子体束流熔覆导致涂层集中冲击热应力,以及零件整体加热钎焊烧结涂层带来的基体组织劣化等问题;连续梯度硬质复合材料涂层满足零件耐磨抗蚀抗冲击等高性能需求。
本发明公开了一种高致密度陶瓷基复合材料及其制备方法和应用,二硼化锆-二硅化锆-碳化钨陶瓷基复合材料,是以二硼化锆粉末、二硅化锆和碳化钨为原料(纯度>98.0%),采用两步热压烧结工艺制备的。其中,二硼化锆粉末的质量份数为75~90%,在陶瓷基复合材料中加入较高含量的二硼化锆,有利于提升复合材料的物化性能;二硅化锆的质量份数为10~15%,将此质量份数的二硅化锆加入到陶瓷基复合材料中,能够明显降低材料制备的烧结温度;碳化钨的质量份数为0~10%,加入的碳化钨能够促进材料内部晶粒的各向异性增长。三种原始粉末的晶粒尺寸为1~5微米,此范围的晶粒尺寸有利于各相的均匀混合。本发明用作高超声速飞行器表面隔热层,具有高致密度、高力学性能的特点。
本发明的目的为了解决现有技术中碳化硅增强氧化铝基复合材料存在的问题,提供了一种石墨烯/碳化硅增强氧化铝基复合材料及其制备方法,属于氧化铝基复合材料技术领域。本发明的材料由石墨烯包覆碳化硅复合材料和Al2O3基体组成,石墨烯包覆碳化硅复合材料均匀的分别在Al2O3基体中。该方法首先用石墨烯对碳化硅进行包覆,该过程中不需要先单独制备石墨烯,而是将片层石墨和碳化硅纳米颗粒进行湿法球磨,直接获得包覆石墨烯的碳化硅颗粒,整个制备过程一步完成;再用这种包覆石墨烯的碳化硅作为增强相与氧化铝复合,提高氧化铝基材料的致密性、导电性能和力学性能。
本实用新型提供一种复合材料推力轴承在线监测油膜温度的装置,包括复合材料推力轴承和在线监测油膜温度组件,复合材料推力轴承主要由瓦基体和设置在瓦基体上的复合材料瓦面组成;复合材料推力轴承上设有用于安装在线监测油膜温度组件的渐缩式阶梯状安装孔,安装孔贯穿瓦基体和复合材料瓦面,且安装孔轴线垂直于复合材料瓦面,并设置在复合材料推力轴承油膜温度最高处;复合材料瓦面上设有U型泄油槽;在线监测油膜温度组件包括油膜温度传感器及套设在油膜温度传感器探头外部的传感器隔热套。本实用新型可准确地在线监测复合材料推力轴承瓦面的最高油膜温度,判断轴承的运行状态,克服现有技术瓦体温度测量误差大,至使报警滞后易造成事故的问题。
一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统及方法,系统包括三层立体封闭环形机架,机架底层设为试样动态疲劳测试区,机架中层设为试样存储区,机架顶层设为试样疲劳损伤检测区,机架中间设有机械臂。方法为:通过机械臂在试样存储区夹取复合材料试样,先将复合材料试样移至试样疲劳损伤检测区内,通过区内悬臂梁反向共振疲劳试验机构对复合材料试样进行热环境下的动态疲劳耐久性试验,直至复合材料试样发生疲劳破坏,再将发生疲劳破坏的复合材料试样移至试样疲劳损伤检测区,复合材料试样先放置到试样托盘上,再移动载有复合材料试样的托盘至试样疲劳损伤检测箱内完成疲劳损伤检测,判断是否需要人工二次检测,并分别移至对应回收箱中。
一种复合材料损伤自诊断系统,其特征是方法步骤为:(1)通过电阻测量仪测量不同类型的复合材料在拉伸、冲击、弯曲外力作用前后的电阻值,建立复合材料应力一电阻数据库,利用超声扫描方法检测复合材料损伤,确立损伤一电阻变化的对应关系;(2)计算机对复合材料电阻变化进行分析、处理,实时诊断复合材料中是否存在损伤,并自动生成复合材料状况示意图。?本发明的优点是:利用复合材料的导电特性,将复合材料作为其本身力学、电学性能的感应元件,达到复合材料损伤自诊断目的。?该系统具有实时监测、诊断准确、直观明了的特点。
一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法,按以下步骤进行:一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法,包括如下步骤:(1)?将纳米粒子与聚芳醚树脂配制成均一稳定的树脂溶液;(2)?采用薄膜制备工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜;(3)?将连续纤维或纤维织物与树脂基体充分浸渍制备复合材料预浸料;(4)?将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间,按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板。本发明所达到的有益效果是:将吸波功能层集成于复合材料层压板的制备过程中,大幅度而又低成本地同步提升复合材料整体的吸波功能和力学性能。制品兼具优异的承载和隐身双重功能,在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。
一种利用磁场制备原位形变Cu-Ag复合材料的方法,属于材料技术领域,按以下步骤进行:(1)以无氧铜和电解银为原料,制成Cu-Ag合金液或Cu-Ag合金锭;(2)置于真空电炉中,保温后随炉冷却,同时施加稳恒磁场或交流磁场,获得铸态Cu-Ag合金;(3)将铸态Cu-Ag合金保温后热锻,制成形变Cu-Ag合金;(4)将形变Cu-Ag合金拉拔制成形变Cu-Ag复合材料;(5)将形变Cu-Ag复合材料真空热处理,然后再次拉拔;(6)依次重复步骤(5),获得原位形变Cu-Ag复合材料。本发明的方法有效改善Cu-Ag合金的极限抗拉强度和导电率,制备的复合材料中性能上有较大提高。
本发明公开了一种用于锂离子电池负极的硅-锡复合材料及其制备方法,该负极复合材料呈锡纤维缠绕硅颗粒复合结构,由硅、锡两种元素组成,其中硅含量为20-70at.%,余量为锡。所述负极复合材料的制备方法为,将硅与锡粉末混合,采用高能球磨的方法在氩气气氛保护下对混合粉料进行球磨;在高能冲击下金属锡颗粒发生剧烈变形、冷焊以及撕裂形成锡纤维;在继续球磨的过程中,经过高能球磨后形成纤维状结构的韧性相金属锡与在球磨过程中经高能撞击下粉碎细化的硅颗粒复合,形成锡纤维缠绕硅颗粒复合结构。这种新型纤维缠绕包裹型含硅复合材料制备工艺简单、成本低,同时,该复合材料的结构新颖、独特,电化学性能优异,具备非常好的应用前景。
本发明公开了一种复合材料管材外表面涂装底漆的装置,包括上部设有涂料入口(2)的盒体(3),盒体一个投影方向的两侧中部对应开设有盒体圆孔,在两侧盒体圆孔处位于盒体外侧分别密封固定有弹性橡胶板(1),在每一橡胶板中部对应盒体圆孔开设有板上圆孔;其中,待涂装复合材料管材(5)的外径大于板上圆孔的孔径,并小于盒体圆孔的孔径。本发明还提供了基于上述涂装装置实现复合材料管材外表面底漆涂装的方法。本发明复合材料管材外表面涂装底漆的装置和方法具有结构简单、方法快捷、涂装质量好、污染小等优点。
本发明提供了一种利用富硼渣制备MGALON基复合材料的方法,其特征在于:第一步采用MGO含量为30~40%的富硼渣为主要原料,先将块状富硼渣制成富硼渣粉,然后将富硼渣粉细磨、筛分;将筛分后的富硼渣粉与含铝化合物和炭黑混合,制备成混合坯料;然后将混合坯料压制成圆坯,经过烧结制备成MGALON复合粉体;第二步将制备好的MGALON复合粉体与添加剂混合,压制成圆坯,经过烧结制备成MGALON基复合材料。本发明的特点在于利用冶金废渣为原料制备MGALON基复合材料,降低材料的生产成本,合成的MGALON基复合材料具有各种优异性能,可以广泛应用于冶金及陶瓷等领域。本发明工艺简单,生产成本低,对于富硼渣的综合利用具有重要意义。
本发明公开了一种水泥基导电复合材料的电极制作方法,属于土木工程技术领域。其特征是将平面不锈钢网制成不同波形的立体不锈钢网,制作水泥基导电复合材料试件时,须将两个立体不锈钢网电极的波峰相对布设;因为水泥基导电复合材料的基体可以是水泥净浆、水泥砂浆或混凝土,而掺入的导电相可以是碳纤维、碳粉、钢纤维、钢屑、石墨或碳纳米管,因此实际应用中除了考虑试件的类型和尺寸,还需要根据基体材料和导电材料的类型合理选择平面不锈钢网的网格尺寸,立体不锈钢网电极的波形、周期、振幅。本发明的有益效果是能够减小电极与基体之间的接触电阻,削弱极化效应的影响,增大电极与骨料的咬合作用,提高水泥基导电复合材料电阻测试的准确性。
一种橡胶/介孔分子筛纳米复合材料的制备方法,涉及纳米复合材料技术领域,包括:橡胶、介孔分子筛、改性剂按100∶0.5-20∶0.5-10的质量比通过混炼设备和工艺进行混合,然后通过普通硫化工艺和设备进行硫化,实现原位改性,最终获得具有纳米级分散、界面结合良好、性能优良的橡胶/介孔分子筛纳米复合材料。其中介孔分子筛是具有特殊结构的纳米级介孔分子筛颗粒。改性剂包括甲基丙烯酸酯类系列、表面活性剂系列、偶联剂系列中的一种或一种以上混合物。本发明能克服橡胶/介孔分子筛纳米复合材料分散困难、界面结合不好、性能难以获得显著提高的缺点,可应用于各种橡胶制品、橡胶增韧塑料、黏合剂等。
本发明涉及Ti基非晶内生复合材料领域,具体为一种通过添加Al提高Ti基非晶内生亚稳β‑Ti复合材料屈服强度的方法。合金体系为Ti‑Zr‑Cu‑Be‑(Al),其成分范围按照以下原则进行变化:(Ti0.474Zr0.34Cu0.6Be0.126)100‑xAlx(原子百分比),x=0,4,6,8。本发明通过调节Al元素含量,发现Al元素改变其他组元在β‑Ti和非晶基体中的组元配分系数,进而实现β‑Ti相稳定性的提升;另外,Al原子本身和其他原子容易形成具有更高强度的类共价键结合。这两方面的因素导致Al添加可以显著提升相变型Ti基非晶内生复合材料的屈服强度,该发明对于非晶复合材料的开发与应用具有重要价值。
本发明属于一种液晶高分子助剂复合材料及其制备方法,属于高分子材料领域。本发明的液晶高分子助剂复合材料由带有离子基团的液晶高分子助剂和树脂复合而成,带有离子基团的液晶高分子助剂的质量为复合材料总质量的5‰~20%,余量为树脂;树脂为选自ABS-38。制备方法:先制备带有离子基团的液晶高分子助剂;然后将步骤一制备的带有离子基团的液晶高分子助剂与树脂混合,经双螺杆挤出机熔融挤出,挤出的料条经过水槽冷却后切粒得到产品。本发明液晶聚合物原位复合材料应用在汽车零部件、精密电子仪器、光导纤维、医疗器械、防水材料、纺织领域、绝缘材料、储能材料、防弹衣或降落伞领域。
本发明公开了一种复合材料层压板修补方法。所述复合材料层压板修补方法包括如下步骤:步骤1:配比与复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物的步骤;步骤2:通过所述混合修补物修补待修补位置的步骤。本发明的复合材料层压板修补方法能够配比与复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物,并通过混合修补物修补待修补位置,从而使经过混合修补物修补后复合材料层压板具备与未经修补的复合材料层压板同样的刚度,从而实现待修补位置在经过修补后能够实现其在复合材料层压板中应有的作用。不仅修补了原复合材料层压板成型后所存在的外型上有缺损、或者尺寸未能满足设计需要等问题,还能够实现复合材料层压板在设计时所需实现的目的。
本发明一种多压电纤维复合材料驱动的悬臂梁控制方法属于悬臂梁控制领域,涉及一种多压电纤维复合材料驱动的悬臂梁控制方法。控制方法先确定两对压电纤维复合材料在悬臂梁表面上的粘贴位置,采用一个非接触式的高分辨率激光位移传感器测量悬臂梁自由端位移信号,则整个系统视为一个两输入单输出系统。分别建立两个子系统的动态模型,根据每个子系统及系统整体的输入输出关系,确定每个子系统占比系数;考虑建模误差及子系统之间的相互耦合,基于H∞鲁棒控制理论分别为每个子系统设计鲁棒控制器。采用分时控制方法,实现对多压电纤维复合材料驱动的悬臂梁系统的精确控制。控制方法实现简单,控制精确,能发挥压电纤维复合材料的最大性能。
本发明公开了一种离子交换树脂制备纳米硫化复合材料的方法,属于无机纳米材料制备领域,采用改性后的D113型阳离子交换树脂,提供硫化复合材料的构成阳离子,在适宜的外场环境中,与含硫离子溶液发生转移交换与吸附,最终制备纳米硫化复合材料;所述硫化复合材料的构成阳离子为能够与硫离子稳定结合的阳离子,如Zn2+、Cd2+、Mn2+、Co2+、Ag+等。本发明方法所得纳米硫化复合材料的制备工艺简单,生产周期短;产率高,产品稳定性好;离子交换树脂可循环使用,降低了生产成本;产物与离子交换树脂直接分离,烘干得到粉体,无废水的排放。本发明制备的纳米硫化复合材料广泛用于光催化剂、吸附剂、助燃剂、气敏元件等多个行业。
本发明属于聚合物性能表征技术领域,具体涉及一种碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料Tg的方法。本发明是将四根铜导线固定于长方形碳纳米纸表面形成碳纳米纸传感器,将此传感器埋入待监测聚合物基复合材料的预浸料内部,按聚合物基复合材料预浸料的标准固化工艺,固化成型得到聚合物基复合材料,再次加热复合材料,利用四探针电阻测量仪测量复合材料内部碳纳米纸传感器电阻,得到复合材料固化成型后升温过程的碳纳米纸传感器电阻变化‑温度关系曲线,曲线的电阻变化突变点即为复合材料的玻璃化转变温度。本发明方法的测量过程简便、宜行,传感器及解调系统成本低,最主要是能够实现工程应用领域复合材料成型过程的实时在线监测。
一种碳/碳复合材料表面复合陶瓷涂层的制备方法,属于航空航天技术领域,具体步骤为:按物质的量比取Si,SiC和MoSi2粉混合,并按配比加入粘结剂,充分混合形成混合物;向混合物中加入去离子水调成粘稠状的悬浊液,静置后再次搅拌均匀,将悬浊液均匀涂覆在C/C复合材料表面,形成预涂层;经风干预烘干处理,形成表面涂有SiC‑MoSi2预涂层的碳/碳复合材料试样,放入模具中进行煅烧,SiC‑MoSi2预涂层与碳/碳复合材料基体发生化学反应,制得碳/碳复合材料表面SiC~MoSi2复合陶瓷涂层。该发明制得的碳/碳复合材料表面SiC~MoSi2复合陶瓷涂层经扫描电镜和金相显微镜测试与基体结合紧密,且具有较好的抗氧化和耐烧蚀性能。
一种镀Cu短碳纤维增强Cu基复合材料,通过粉末冶金制备了短碳纤维增强Cu基复合材料以提高Cu基复合材料的密度、硬度及电导率等性能。采用380℃灼烧30min为较佳的碳纤维除胶工艺;与超声分散和磁力搅拌相比,采用电动搅拌时短碳纤维分散性好,且化学镀Cu镀层均匀致密。随着镀Cu短碳纤维含量的增加,复合材料的密度和电导率呈现下降的趋势,硬度呈现先提高后降低的趋势,其中在镀Cu短碳纤维含量达12.5%时,Cu基复合材料硬度值最高;镀Cu的短碳纤维Cu基复合材料的物理性能优于未镀Cu的短碳纤维复合材料。
为了改善铝基复合材料的硬度、耐磨性,设计了一种纳米SiCp/108Al复合材料。采用Al粉和纳米SiC颗粒为原料,所制得的纳米SiCp/108Al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颗粒的加入对108Al基体有着较强的增强作用,复合材料微观组织中晶粒明显细化,复合材料的组织较为致密,颗粒分布较为均匀,纳米SiC颗粒与108Al基体结合较好,性能达到最优。当纳米SiC颗粒体积分数过高时,出现明显的团聚现象,复合材料的组织中出现了较多孔洞缺陷,物理机械性能均降低,强化作用不明显。本发明能够为制备高性能的铝基复合材料提供一种新的生产工艺。
本发明提供的具有抗微生物侵蚀性能水泥基复合材料采用纳米二氧化钛作为功能填料,解决了以往杀菌剂掺入导致水泥基材料力学性能下降的问题。而且,本发明提供的具有抗微生物侵蚀性能水泥基复合材料对微生物的抑制率和灭杀率远高于现有的水泥基复合材料。另外,该种水泥基复合材料具有抗微生物侵蚀性能长效、抗微生物侵蚀范围广泛以及对人体无害的优势。将该种水泥基复合材料应用于存在大量微生物的污水管道、排水管道、净水厂沉淀池/过滤池以及海洋结构物中,有利于提高结构物的抗微生物侵蚀性能,延长结构物的使用寿命,降低结构物的全寿命周期成本。此外,将该种水泥基复合材料应用于净水系统可以起到净化水的作用。在医院、住宅、学校以及办公场所等基础设施应用该种水泥基复合材料,可能起到灭杀病毒、防止病毒传播和繁殖的作用。
本发明公开了一种基于AML方法复合材料压缩强度设计许用值试验方法,所述基于AML方法复合材料压缩强度设计许用值试验方法包括如下步骤:步骤1:通过积木式试验元件级试验阶段获取复合材料的工艺批次影响因子、湿热环境影响因子以及厚度影响因子;步骤2:通过积木式试验组件级试验阶段获得复合材料冲击后压缩强度基本值;步骤3:通过公式以及所述步骤1及步骤2中获得的数据,获取复合材料压缩强度设计许用值。采用本申请的基于AML方法复合材料压缩强度设计许用值试验方法能够解决以往试验方法所获得的复合材料压缩强度设计许用值偏差大,试验件数量多,试验周期长,试验结果受尺寸效应、边界条件和载荷分配等约束条件影响较大的工程实际的问题。
本发明属于材料技术领域,具体涉及一种制备并改善木塑复合材料性能的方法,结果表明随着碳酸钙晶须含量增加,木塑复合材料力学性能也逐渐得到提高,同时木塑复合材料吸水率也有一定改善,本发明制备的碳酸钙晶须增强木塑复合材料具有环保、高强度、硬度高、耐磨性好、低吸水率等优点,能满足木塑复合材料作为结构材料要求,还解决了生物质废料的综合利用问题,为木塑复合材料的应用开发提供了一个新思路。
本发明涉及Ti基非晶复合材料领域,具体为一种内生韧性β-Ti固溶体增强Ti基非晶复合材料的设计及其制备方法。该复合材料成分为(原子百分比)TiaAbBcBed,其中:A为Zr、Nb、Ta、Mo、V、W元素的一种或者几种,B为Cu、Ni、Fe、Co元素中的一种或者几种,a=30~65;b=26~38;c=1~25;d=0~25。通过合金成分的调整获得不同体积分数韧性β-Ti固溶体增强Ti基非晶复合材料,β-Ti固溶体的尺寸为1-200μm,体积分数为0-100。该复合材料表现出优异的综合力学性能,在具有高强度的同时,还具有一定程度的塑性变形行为。压缩屈服强度为1000-1900MPa,压缩断裂强度为1200-2300MPa,压缩应变为2-20%;复合材料的拉伸屈服强度为1000-1900MPa,拉伸断裂强度为1200-2000MPa,拉伸应变为2-20%。对于Ti基非晶复合材料的应用具有重要作用。
本发明涉及一种复合材料飞机机身段充压试验方法,包括准备试验件,所述试验件包括复合材料机身试验段和金属试验夹具,其中所述复合材料机身试验段进一步包括复合材料蒙皮、复合材料骨架和金属连接件,所述金属试验夹具加持在复合材料机身试验段的两端;在试验件上布置应变采集装置及位移采集装置,用于采集所述复合材料机身试验段的应变及位移;对复合材料机身试验件进行内部填充及密封工序后,进行压力检测。本发明的复合材料飞机机身段充压试验方法测量准确,可为国产大型民用飞机及新支线客机机身段充压试验提供参考,从而提升国产民机结构应用复合材料的技术水平及成熟度。
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