基于情境认知的航空制造生产实习模式探究

生产实习是工科实践能力和创新能力培养的关键环节。分析目前生产实习中存在的问题,以航空钣金制造为例,提出基于情境认知的航空制造生产实习模式,包括完整反映航空制造过程的全景式真实情境,多层次、多角度的开放式实践任务,面向问题的高效互动工作群体以及基于问题解决过程的成绩评价四个部分。通过工程问题解决实现场景、任务、人员和过程紧密集成的生产实习模式,促进工程知识的转化和迁移,提高工程实践能力的培养水平,为制造工程类专业人才的培养提供参考模式和应用实践。

天冬聚脲涂层的合成参数对其机械性能影响

聚脲弹性体材料是继聚氨酯弹性体基础上发展而来的一种新型高分子材料,具备众多优异的性能,如强度高、抗冲击性能、柔韧性好、耐化学腐蚀性能优异、耐磨损性能好等。因此,在建筑工程、航空航天、汽车高铁、水力发电以及国防军工等领域得到了广泛的应用。然而由于最初的聚脲弹性体材料大多数是通过异氰酸酯与伯胺化合物反应得到的,其反应速度迅速,仅需5~10s便可初步凝胶,这往往会导致聚脲材料在基体上附着力差,流平时间不足而产生橘皮等缺陷。

微波法制备石墨烯及其功能化对环氧树脂性能的影响

为了高效低成本地制备高质量石墨烯,在微波炉中加热可膨胀石墨(graphite intercalation on compounds,GIC)制备膨胀石墨,然后将聚醚胺(D2000)接枝在石墨烯(GnPs)表面,制得功能化石墨烯(D2000-g-GnPs)并分析其表征。随后用超声分散和磁力搅拌制备了环氧树脂(epoxy resin,EP)/石墨烯复合材料黏合剂。研究改性前后石墨烯对增强环氧树脂机械性能和拉伸断裂面表面形貌的影响。实验表明,环氧树脂的拉伸强度、杨氏模量、断裂韧性以及断裂能量释放率都随着石墨烯含量的增加先增加后减少,在改性石墨烯质量分数达到0.3%时复合材料的机械性能达到最大值。拉伸强度达到76.269 MPa,比未改性前的石墨烯/环氧树脂复合材料提高了24.95%;杨氏模量达到1.315 GPa,提高了10.97%;断裂韧性达到1.79 MPa·m0.5,提高了16.23%。此外,添加D2000-g-GnPs使环氧树脂黏合剂的导电性大幅提高,得到较低的渗流阈值为1.0%。

石墨烯纳米片对碳纤维增强金属层板层间力学性能的影响

提出一种新的方法,用来改善碳纤维增强金属板(CARALL)的层间黏结强度。将不同质量分数(0,0.1%,0.3%,0.5%和1.0%)的石墨烯纳米片(GnPs)利用超声分散的方法使其均匀分散于环氧树脂中,并利用湿法铺层方法完成CARALL的制作。进行Ⅰ型断裂韧性的测试,探究GnPs对CARALL层间性能的影响,并进行CARALL的拉伸与弯曲性能测试,研究GnPs对CARALL力学性能的影响。通过SEM与光学图像观察GnPs的增强机制与CARALL试件的失效模式。结果表明,当GnPs的添加量为0.5%时,CARALL具有最佳的层间黏结强度与力学性能。当添加0.5%GnPs时,Ⅰ型断裂韧性提高79%;拉伸强度、弹性模量与断裂应变率分别提高14.5%,11.0%和15.5%;弯曲强度与弯曲应变率分别提高23.9%和81.5%。这是由于添加GnPs到环氧树脂中可以分散CARALL所承受载荷,并利用自身的断裂、拔出和脱黏等机制吸收能量,进一步改善CARALL的层间力学性能。

石墨烯/聚合物导电复合材料研究进展

石墨烯是新一代的纳米级碳材料,具有优异的机械、导电性能以及其他的功能性能,是制备聚合物导电复合材料的理想填充物。对石墨烯的常用制备方法进行比较并分析其优点与不足,介绍了石墨烯及其复合材料的导电及机械性能,并对石墨烯及其聚合物导电复合材料的应用研究进展进行了系统的综述。最后,对该领域所存在的问题进行了总结,并展望了其发展趋势。

聚脲弹性体防护材料的研究进展

防护材料对提升装备的可靠性与耐久性有着重要的意义,聚脲弹性体是近年来快速发展的一种新型多功能防护材料,在防爆抗冲击、防腐防水、汽车涂料等多个领域表现出了优异的防护效果,因其独特的吸能机理,成为实现高效轻质化防护的重要材料之一。首次系统地对聚脲弹性体的合成及结构、发展历程、防护应用等方面进行综述,对其微相分离结构、力学特性、抗冲击防爆机理与效果进行重点讨论。研究表明:聚脲弹性体对减弱爆炸冲击波及弹体侵彻载荷有着积极的作用;聚脲弹性体各项优异的理化性能源于其复杂的内部结构,微相分离和氢键化是其重要的内部结构特征。总结了聚脲弹性体研究存在的问题,并对其发展前景进行展望,可为聚脲弹性体的研究和新型防护结构的设计提供参考。

聚合物基石墨烯复合材料在柔性传感器领域的研究进展

石墨烯作为新一代二维碳纳米材料,具备卓越的机械性能和电学性能,是制备功能复合材料的理想增强材料。石墨烯通过与基体材料的结合可以有效地提升石墨烯复合材料的力学性能和导电性能,聚合物基石墨烯复合材料可以用于制备石墨烯柔性传感器,在复合材料结构健康监测和人体可穿戴设备方面具有广阔的应用前景。首先介绍聚合物基石墨烯复合材料的基本性能,在此基础上分析以其为基体的柔性传感器在材料结构健康监测和人体可穿戴设备方面的应用,报道石墨烯柔性传感器在监测复合材料应变以及人体生理运动信号方面取得的进展,并展望其未来的发展趋势。

石墨烯增强铝基复合材料硬度的研究

为了提高铝合金的性能,提出把石墨烯作为增强相制备铝基复合材料的新方法。球磨工艺是复合材料制备的核心环节,研究了球磨工艺参数(球磨介质、球磨转速、球料比、球磨时间)对复合粉体形貌的影响,对比分析确定了最佳球磨参数。利用热等静压方式制备质量分数为0.05%和0.1%的铝基复合材料并进行了硬度测试。实验结果表明:在球磨转速240 r/min、球料比6∶1、球磨时间16 h下进行湿法球磨获得的复合粉体石墨烯包裹均匀;质量分数为0.1%时硬度最高,成形的铝基复合材料硬度较纯Zl114A提高了23.59%。

石墨烯增强尼龙复合材料的拉伸性能

在聚合物复合材料领域中,填料的种类、添加量和分散程度严重影响复合材料的整体性能。作为一种具有优异力学、导电和导热等性能的新兴纳米材料,石墨烯是增强高分子复合材料的理想填料。尼龙即聚酰胺材料,具有比强度高、比刚度高、韧性好、价格低廉且应用领域广泛等特点。通过独创的甲酸-水-尼龙三元机械混合法将石墨烯纳米片均匀包裹在尼龙球形粉体表面,得到石墨烯增强尼龙复合材料,并通过热压成型的方式将其制成测试件,采用力学性能试验与电子显微镜对其进行分析与表征。结果表明在填量为0.1wt%时复合材料的力学性能表现最佳。其中拉伸极限达到46.51±2.29 MPa,断裂伸长率达到55.74±7.18%。随着石墨烯添加量继续增加,材料的杨氏模量缓慢增加但拉伸极限与断裂伸长率开始快速下降。

激光增材制造用氧化石墨烯铝基复合粉材的制备与研究

为了降低激光增材制造用铝合金粉材的反射率,采用氧化石墨烯作为增强相,用优化的低温真空湿法球磨工艺的分散方法制备了氧化石墨烯质量分数为0.1%的可用于激光增材制造的铝基复合粉材。结果表明:复合粉材的球形度良好,氧化石墨烯均匀包裹在铝合金粉材表面;复合粉材的激光反射率与纯铝合金粉材相比从58.1%降低到34.5%,更有利于激光增材制造。

3种碳基/聚碳酸酯纳米复合材料的制备与力学性能

在聚合物复合材料领域中,填料的种类、添加量和分散程度影响复合材料的力学性能。聚碳酸酯作为一种热塑性树脂,具有良好的力学性能,其拉伸性能、抗冲击性能、耐热性和耐磨性能优异。为了探究填料种类及添加量对于复合材料力学性能的影响,选用聚碳酸酯作为基体,分别选择石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维3种纳米填料通过双螺杆挤出制备聚合物增强聚碳酸酯复合材料,并通过注塑成型的方式将其制成测试件,采用电子万能试验机与电子显微镜对其进行分析与表征。结果表明:3种填料都能增强聚碳酸酯的力学性能,其中碳纳米纤维的增强效果最好,在填量为2.5wt%时复合材料的拉伸性能表现最佳。其中拉伸强度达到90.12±2.18 MPa,较原聚碳酸酯材料提升25.17±3.03%。随着纳米填料添加量继续增加,材料的杨氏模量继续增加,但拉伸极限开始下降。

石墨烯纳米片/环氧复合材料粘合剂的制备与性能研究

通过对天然鳞片石墨热膨胀并用超声分散制得石墨烯纳米片,并对其复合材料粘合剂进行分析表征。用超声分散和磁力搅拌制备了环氧树脂(EP)/石墨烯(GnP)复合材料粘合剂。研究石墨烯含量对复合材料粘合剂的力学性能和剪切断面形貌的影响,以及石墨烯对环氧粘合剂的增强机理进行了分析。实验表明,复合材料粘合剂的拉伸强度和剪切强度随石墨烯含量的增加先升高后下降,而其杨氏模量和韧性随石墨烯含量的增加而增加。当GnP的体积分数为0.125%时,复合材料粘合剂的拉伸强度达到了最大值65MPa,比纯环氧粘合剂提高了16.07%;当GnP的体积分数为0.375%时,其剪切强度达到了最大值14.53MPa,提高了25.15%;当GnP的体积分数达到0.5%时,复合材料粘合剂的杨氏模量和韧性都达到了最大值,分别为2.98GPa和149J·m^2,相比于纯环氧粘合剂分别提高了77.38%和227%。此外,GnP的添加使环氧树脂粘合剂的导电性大幅提高,得到较低的预渗值,为0.65%。

石墨烯增强金属基复合材料研究进展

本文综述了石墨烯及其衍生物等增强相的应用范畴及适用区别,比较了金属基复合材料的不同制备方法,分析传统的制备方法之间的分类特点及应用方向,重点提出了工艺步骤灵活、可控性极高的新型制备石墨烯增强金属基复合材料的方法--激光增材制造技术。深入讨论了石墨烯及其衍生物作为增强相,给金属基复合材料中带来的力学、摩擦学、电学、金属耐腐蚀等性能方面的改变,比较了石墨烯及衍生物作为增强相对铝、镁、镍、铜、钛等金属基复合材料性能提高及改善程度以及在不同金属基复合材料中仍存在的增强相各种团聚、分散问题与金属基体的界面结合等及目前提出的处理方案,最后提出制备石墨烯金属基复合材料未来发展方向及新型制备技术仍存在的实际问题。

激光增材技术制备金属基石墨烯复合材料研究进展

增材制造技术(3D打印)是先进制造技术的重要发展方向,已经应用到国防、海洋、航空航天等重要领域中。自2004年Geim等剥离出单层石墨烯后,石墨烯等二维晶体材料逐渐成为了研究热点。其表现出的优良力学性能及导电导热性使其更加适用于增强相材料。石墨烯与金属合金复合,通过调整石墨烯增强相的含量和分布,有望大幅提高金属基体的力学强度、导电导热等性能,获得性能优异的结构功能一体化材料。增材制造技术和石墨烯纳米片高比表面积和各向异性的优点相结合,对石墨烯与金属粉末进一步的加工混合,再逐层打印构造3D结构,已成为一个全新的研究方向,正在引领着第4代工业革命的进展。本文以激光3D打印技术为主体,从3个角度综述激光3D打印技术制备金属基石墨烯复合材料的研究进展,即激光3D打印技术制备石墨烯铝、镍及其他金属基复合材料,对比了这些材料的性能,并分析了今后可能的发展方向。

复合材料柔性传感器及其发展趋势

随着电子设备的迅速发展,复合材料柔性传感器在可穿戴设备、健康监测以及智能机器人等方面的巨大发展潜力得到了广泛的关注和研究。石墨烯作为新一代纳米级碳材料,具备良好的机械、导电性能以及传感功能性能,是制备复合材料传感器的理想材料。本文主要介绍了当下比较热门的几种复合材料传感器,通过对它们目前相关性能研究探索了基于多种不同的复合材料在柔性传感器方面的应用现状。

数字夕阳无限好

当电脑、网络、数码相机、扫描仪、MP3等数字产品进入我们的生活,更多的是年轻的时尚一族在享受它们,而老年人相对很少接触这些产品。有的人认为数字生活与老年人风牛马不相及。然而,随着网络的普及。