柔性有机硅气凝胶复合材料的制备及性能研究

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)为前驱体,通过溶胶-凝胶、常压干燥制备出柔性有机硅气凝胶,研究了MTMS与DMDMS的摩尔比对其化学组成和微观结构的影响;采用莫来石纤维毡作为增强体,制备出密度为0.25 g/cm3的柔性有机硅气凝胶复合材料。实验结果表明,所制复合材料具有优异的热稳定性,其室温热导率在0.03 W/(m·K)以内;当MTMS和DMDMS的摩尔比为3.8∶1.2时,复合材料的均匀伸长率达3.6%、残重率达82.4%;复合材料经高温处理后,有机硅气凝胶转变为无机SiO2气凝胶,较好地保持煅烧前的微观形貌和隔热性能;通过500 s石英灯静态加热,发现复合材料的表面有陶瓷化反应,厚度方向无收缩,背部温升81℃,表现出烧蚀/隔热的双重特性。

遮光剂掺杂Al_2O_3-SiO_2气凝胶/莫来石纤维毡复合材料的高温隔热性能研究

分别以TiCl_4和ZrOCl_2·8H_2O作为钛源和锆源,经过溶胶–凝胶和超临界CO_2干燥过程,将遮光剂粒子TiO_2和ZrO_2掺入到Al_2O_3-SiO_2气凝胶,并进一步以莫来石纤维毡为增强相制备出具有一定力学性能的耐高温气凝胶复合材料,分别探究了两种遮光剂粒子对复合材料的微观结构、力学性能和热导率的影响。结果显示:遮光剂粒子的引入可以有效阻止气凝胶在高温下的塌陷和团聚,保持气凝胶高孔隙率的特性;复合材料呈现典型的气凝胶填充纤维结构,并且具有轻质(0.21~0.24 g·cm^(–1))和高强度(弯曲强度为0.98~1.26 MPa)的优异性能,拓展了材料的实用性;在1050℃的高温下,由于TiO_2和ZrO_2粒子对红外电磁波具有吸收和散射作用,可以将复合材料的热导率由0.098 W·m^(-1)·K^(-1)分别降低至0.085 W·m^(-1)·K^(-1)和0.076 W·m^(-1)·K^(-1),从而有效提高材料的高温隔热性能。

酚醛气凝胶/碳纤维复合材料的结构调控及性能研究

以酚醛树脂为前体、碳纤维针刺预制体为增强体,采用溶胶-凝胶、常压干燥方法制备得到纳米孔酚醛气凝胶/碳纤维复合材料。在不改变材料密度的条件下,通过调节固化剂的用量来调控酚醛气凝胶的纳米颗粒尺寸及孔隙结构,改变气凝胶颗粒在碳纤维针刺预制体中的填充状态,制备出不同微观结构的复合材料。研究表明:随着固化剂用量的减少,气凝胶的颗粒粒径逐渐变小,平均孔径在230 nm^5μm范围内可调;与碳纤维复合后,随着气凝胶颗粒的减小,复合材料的力学性能逐渐提升、热导率逐渐降低、烧蚀性能明显提高。优化后的PAC复合材料具有极低的密度(0.27 g·cm^(-3))、高弯曲强度(8.9 MPa)、较低的热导率(0.065 W·m^(-1)·K^(-1));在2000℃、30 s的中等热流烧蚀条件下,质量烧蚀率为0.0081 g·s^(-1)、线烧蚀率为0.0204 mm·s^(-1)。通过调控材料的纳米结构,能够有效地提升材料的力学、隔热以及烧蚀性能,满足高性能热防护应用需求。

数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用

冲压模具是冲压加工生产的核心部件,工艺技术要求极高。在冲压模具设计制造中应用数字化技术,可以提高冲压模具设计制造的效率和精度,降低生产成本。因此,分析数字化技术在冲压模具设计制造中的应用现状和应用优势。

记号笔书写润滑度影响因素研究

研究了记号笔高分子笔头和记号墨水对书写润滑度的影响。结果表明:聚乙烯材料形成的烧结笔头润滑性能最好;聚酯纤维等粘接笔头的曲率设计会影响书写磨损。通过提高笔头孔隙率,获得65%以上吸水率时,书写出墨量充分,对笔头书写起润滑作用。记号墨水的成分特别是表面活性剂对附着力和表面张力的影响研究,发现表面活性剂的加入不仅能提高墨水的附着力,还可以调整表面张力来提高书写手感。