邵武:“氟”起材料新高地

“当初,我们落户邵武金塘园区,看中的正是园区氟化工产业的规模。永和、永晶、永太等企业在这里搭建起一条优质的氟新材料产业链,不出园区我们就能·加快新材料产业高质量发展步伐获得优质原材料,生产成本大大降低。”当前正在加速“上新”的福建科润有限公司相关负责人说。

不同编织结构Cf/Al复合材料高温压缩性能与失效机理

对基于真空气压浸渗法制备的三维五向、三维正交、叠层穿刺和2.5D浅交直联4种不同编织结构Cf/Al复合材料,分别在350℃和400℃下进行压缩试验,分析其高温压缩性能以及温度对复合材料压缩性能的影响,并进一步利用SEM观察叠层穿刺结构的断口形貌,探讨其压缩失效机理。结果表明,不同编织结构的复合材料在高温环境下压缩性能差异较大,三维正交结构的压缩强度最高,在350℃和400℃下分别为351.4MPa和288.6MPa,2.5D浅交直联结构的压缩强度最低,分别为87.3MPa和52.2MPa。同时不同编织结构的Cf/Al复合材料高温稳定性也存在较大差异,当温度由350℃升高到400℃时,2.5D浅交直联结构的压缩强度下降幅度较大,约为40.2%,其高温压缩稳定性较差,叠层穿刺结构的压缩强度下降幅度较小,约为4.0%,其高温压缩稳定性较好。叠层穿刺结构复合材料的高温压缩失效过程根据切线模量特征可分为两个阶段:第一阶段基体合金承受主要载荷,第二阶段基体与增强纤维共同承受载荷。

叠层缝合结构碳纤维/Al复合材料微观特征与高温弯曲性能

将M40J碳纤维(Cf)以叠层缝合结构编织成预制体,采用真空气压浸渗工艺制备成Cf/Al复合材料。在高温环境(350℃、400℃)下进行三点弯曲测试试验,通过SEM、TEM、EDS和XRD对材料的元素分布、物相组成、微观组织和界面特征进行观察分析,研究其高温弯曲性能,探讨该种材料在高温环境下弯曲失效机制。结果表明,制备的Cf/Al复合材料基体与增强体界面轮廓清晰且结合紧密,材料内部基体受残余拉应力。Cf/Al复合材料在350℃时的弯曲强度和模量分别为175.2 MPa和90.1 GPa,在400℃时为160.8 MPa和87.5 GPa;温度升高时叠层缝合结构Cf/Al复合材料的弯曲强度未出现大比例下降,其高温稳定性较其他编织结构更好。Cf/Al复合材料在高温环境下弯曲失效时受拉伸、压缩共同作用,其失效方式是基体开裂及部分纤维断裂,主导因素为基体在高温下软化和材料界面结合强度下降。

碳纤维编织结构对C_(f)/Al复合材料拉伸性能的影响

将M40J碳纤维以两种编织结构(三维正交和叠层缝合)织成预制体,用真空气压浸渗法制备C_(f)/Al复合材料,分别对两种结构的含缺口试样及相同尺寸的光滑试样进行拉伸力学性能试验,通过SEM、TEM对材料的微观组织和界面特征进行观察分析,研究两种编织结构C_(f)/Al复合材料含缺口试样的拉伸性能,讨论缺口对复合材料性能的影响以及不同编织结构的复合材料对缺口的敏感程度。结果表明,缺口使两种编织结构的C_(f)/Al复合材料拉伸性能均明显减弱,三维正交C_(f)/Al复合材料缺口试样的抗拉强度较光滑试样下降了141.3 MPa,降幅约为23.7%,其缺口拉伸敏感系数为1.31;叠层缝合C_(f)/Al复合材料缺口试样的抗拉强度较光滑试样下降了121.8 MPa,降幅约为28.9%,缺口拉伸敏感系数为1.41。叠层缝合结构对缺口较三维正交结构更为敏感。

基于Matlab GUI的参数均衡器设计

参数均衡器是一种音频处理设备,是音效管理器不可或缺的组成部分。本文首先给出了一种实现参数均衡器的新型算法,然后采用Matlab GUI设计了该参数均衡器,该参数均衡器能够便捷的随时修改中心频率、增益、品质因数等参数,并能实时地对音频信号进行参数均衡和音效处理。最后对该参数均衡器进行了性能测试与分析。结果表明,该参数均衡器具有参数易于调节、滤波效果好等优点,并能很好的改善音质。

内外部缺口对三维正交M40J/Al复合材料力学性能的影响

以ZL301合金为基体,预制体以M40J碳纤维为原材料编织成三维正交结构,通过真空压力浸渗法制备了纤维体积分数为50%的三维正交M40J/Al复合材料,通过SEM分析了微观组织和断口形貌,研究了缺口位置对三维正交M40J/Al复合材料经向力学性能的影响,并探讨了失效机理。结果表明,室温下含V形缺口、矩形缺口、中心圆孔缺口的复合材料抗拉强度分别为690.7、667.0、314.2 MPa,较无缺口试样(761.0 MPa)分别下降了9.24%、12.35%、58.71%。相比于外部缺口,内部缺口对三维正交编织结构M40J/Al复合材料力学性能影响最大。含中心圆孔缺口的复合材料断裂位置集中在缺口处,对中心圆孔缺口非常敏感,与另外3种类型的复合材料相比,其抗拉强度最低。

缺口类型对叠层穿刺结构C_(f)/Al复合材料力学性能影响

为模拟3D-C_(f)/Al复合材料作为结构装配件受到损伤形成缺口并断裂的情况,以叠层穿刺C_(f)/Al复合材料为研究对象,分析了V形及矩形缺口对复合材料力学性能的影响。结果表明,叠层穿刺C_(f)/Al复合材料在开矩形缺口后,抗拉强度为553.5 MPa、弹性模量为91.5 GPa,较无缺口试样分别下降了17.4%、2.9%;在开根部圆角为0.3 mm的V形缺口后,复合材料抗拉强度为545.0 MPa,较无缺口试样下降了18.6%,弹性模量为110.2 GPa,较无缺口试样上升了17.0%;在开根部圆角为0.6 mm的V形缺口后,抗拉强度为663 MPa,较无缺口试样下降了1.0%,弹性模量为106.5 GPa,较无缺口试样上升了13.1%;V形缺口根部圆角由0.3 mm增至0.6 mm,缺口强度比由0.81升至0.99,叠层穿刺C_(f)/Al复合材料抗拉强度上升,弹性模量变化不大。结合断口形貌可知,复合材料断口呈现脆性断裂特征,而基体开裂、纤维拔出和界面脱粘的共同作用所引起的纤维轴向失效是复合材料经向断裂的主要机制。