剪切增稠液胶囊增强硅橡胶复合材料抗冲击性能的数值模拟研究

冲击会对实战条件下武器的安全性和可靠性带来影响,因此必须使用抗冲击材料来提高武器系统的安全性。随着武器装备的高速发展,传统的聚合物抗冲击材料已逐渐不能满足要求,因此需要开发兼顾高效、轻质、智能、多次防护、多功能的抗冲击防护材料。将剪切增稠液(STF)胶囊分散在硅橡胶中制备了新型抗冲击复合材料,应用LS-DYNA程序ALE算法对落锤冲击STF/硅橡胶复合材料的过程进行了动力学建模,通过数值模拟研究了复合材料的抗冲击性能,并讨论了冲击速度、STF液滴分布结构以及吸能液体对复合材料抗冲击性能的影响。

经编间隔织物增强亚麻纤维/硅橡胶复合材料的压缩性能

通过将亚麻纤维/经编间隔织物与软质硅橡胶进行复合,制备8种具有不同结构参数的经编间隔织物增强亚麻纤维/硅橡胶复合材料试样。对复合材料进行平板压缩试验,探讨经编间隔织物结构参数、亚麻短纤维长度和质量分数对复合材料压缩性能和压缩能量吸收性能的影响。结果表明:由结构正切值较低的间隔织物和较长的亚麻短纤维制成的复合材料具有较好的抗压缩能力;亚麻短纤维质量分数过高时,复合材料内部摩擦增加,材料压缩性能降低,亚麻短纤维质量分数过低时,则无法有效增强复合材料的压缩性能。基于Spence不变量本构理论建立压缩状态下复合材料的细观压缩力学理论模型,对其压缩性能进行模拟分析与预测,结果表明,所建立的细观压缩力学理论模型可有效模拟20%形变内复合材料的压缩演化过程。

大型无人机复合材料舵面整体制造技术

针对大型无人机复合材料舵面整体成型困难的问题,设计了一种金属组合阴模,以及硅橡胶+铝块可拆卸式芯模,采用手工铺贴方式和烘箱固化成型工艺,制备出内、外表观良好的舵面,且工艺稳定、制造简便、成本较低,结果验证了该方法的可行性和有效性。

高绝缘、高介电硅橡胶材料的研究进展

硅橡胶作为典型的绝缘材料,具有优异的绝缘性能、防污性能和可加工性,在高压输电和电气设备外绝缘方面都应用广泛。随着电子元器件、集成电路、电力输送系统等实际应用的快速发展,对常用于设备绝缘保护的硅橡胶材料的绝缘性能和介电性能也提出了更高的要求。在硅橡胶中掺杂填料,可以有效地提高硅橡胶的相对介电常数和击穿场强。目前常用的填料有高相对介电常数填料、宽带隙填料、碳系填料、金属填料,以及混合填料等。本文总结了提高硅橡胶复合材料介电性能和绝缘性能的相关研究,对硅橡胶复合材料的发展进行了展望。

环境湿度对硅橡胶材料憎水迁移性的影响

硅橡胶表面憎水性和其特有的憎水迁移特性,是硅橡胶复合绝缘子具有优异耐污闪能力的根本原因。环境湿度对硅橡胶材料的憎水迁移特性有较大影响,进而对复合绝缘子的污闪特性产生很大的影响,为此针对该问题开展了深入研究。利用饱和盐溶液法精确地控制小环境内的相对湿度,并采用静态接触角法测量污层表面的憎水性随迁移时间的变化过程。研究结果表明,在高湿环境下硅橡胶的憎水迁移特性显著变弱;对于IEC标准推荐的2种人工污秽,高岭土的吸湿能力强于硅藻土,环境湿度对表面惰性物质为高岭土时的憎水迁移特性影响较大;污秽中的可溶物质的吸湿性能也对硅橡胶材料的憎水迁移特性有很大影响,污秽中含有糖分和NaCl等盐类,会使硅橡胶的憎水迁移特性明显变差。

SiO_2纳米粉对炭黑/硅橡胶复合材料的压阻、阻温特性的影响

研究了添加导电炭黑和SiO2纳米粉的硅橡胶复合材料的导电机理、压阻及阻温效应.发现：添加15g导电炭黑的硅橡胶（硅橡胶为100g，下同）的压阻效应，随着纳米SiO2量的增加显著提高．在一定压力范围内，电阻随压力增加而呈线性增加,只添加15g导电炭黑的硅橡胶材料的电阻率随温度升高而略为降低，而加入纳米级气相法生产的SiO2的炭黑／硅橡胶复合材料的电阻随温度增加而增加且其导电机制为欧姆导电,其电导率受导电团聚体间的电导率控制.

介电陶瓷/导热硅橡胶复合材料的制备及介电性能研究

针对单一导热填料在高填充量下也无法同时提高硅橡胶介电、导热性能的问题,采用介电陶瓷钛酸锶(ST)、导热填料氮化硅(Si_3N_4)复合填充制备了Si_3N_4/ST/硅橡胶复合材料,研究了复合材料的介电和导热性能。采用LCR频谱分析仪和导热系数测试仪分别测试复合材料的介电常数和导热系数。结果表明:Si_3N_4与ST的共同填充提高了复合材料的介电性能和导热系数;Si_3N_4填充量为15%(体积分数,下同)时,Si_3N_4/硅橡胶复合材料的介电常数达到最大值5.4F/m;在Si_3N_4填充量保持不变、ST填充量为20%时,复合材料介电常数为纯硅橡胶介电常数的2.3倍,介电损耗保持在0.05以下,导热系数是纯硅橡胶的3倍。

多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料的湿度敏感特性

采用多壁碳纳米管和硅橡胶制备多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料。研究了该复合材料的导电网络和湿敏特性。通过透射电镜观察经过化学修饰和未修饰的多壁碳纳米管的表面形貌,扫描电镜观察多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料形成的导电网络结构;分析该复合材料的导电机理,研究多壁碳纳米管/硅橡胶感湿特性。结果表明,相对湿度在11%～98%的范围,经过修饰后的多壁碳纳米管/硅橡胶湿度传感器的灵敏度为0.03469/%RH,而且该复合材料具有响应时间短和重复性好的特点,是比较理想的新型湿度敏感材料,可以在多种湿度环境的检测中获得广泛的应用。

用于RTM工艺的软模材料的工艺性能

本文对COCA31—11有机硅橡胶模具的硅橡胶的粘温特性、试件基本力学性能及软模试用效果等工艺性能进行了研究；研究结果表明，硅橡胶的浇铸温度在25℃～30℃之间可以满足浇铸成型工艺窗口要求，当硅橡胶硫化工艺为：30℃硫化24h、90℃后硫化1h时可以保证软模具有良好的力学性能；用浇铸成型的硅橡胶软模进行碳纤维复合材料构件的试制，软模和产品外形完整、尺寸准确，证明了COCA31—11硅橡胶可以作为软模辅助RTM工艺中软模材料使用。

复合绝缘子硅橡胶材料老化试验研究

介绍了绝缘子用硅橡胶材料的大气暴露试验和人工加速光老化试验情况。试验表明,经自然暴露试验后材料的机电性能略有变化:钢铁污秽和涤纶化工污秽(化学气体腐蚀环境)能使试品体积电阻率和表面电阻率明显降低,介质损耗角正切明显增大;人工加速气候试验结果表明,试品的机械性能和加速试验持续时间基本没有关系。还介绍了硅橡胶材料的5000h多应力试验情况,试验表明试品被试材料性能良好。

热缩型硅橡胶复合绝缘子的研制

研究了乙烯醋酸乙烯共聚物 (EVA)、硅橡胶 (PDMVS)和氢氧化铝不同配比时所组成的共混物的力学性能和电学性能及辐射交联对 EVA/ PDMVS共混物的凝胶含量和力学性能的影响规律 ,确定了合适的辐射交联剂量及利用该共混物制备热缩型硅橡胶复合绝缘子的工艺条件。

阻燃硅橡胶材料的制备与性能初探

分别探讨了氢氧化铝(ATH)/氧化铁、氧化铜、稀土氧化物(ReO)用量对硅橡胶(MMQ)阻燃及力学性能的影响,结果表明:当5.0 g硅橡胶中加入6.0 g氢氧化铝与1.50 g氧化铁时,硅橡胶的阻燃性能较好,但力学性能一般;当硅橡胶中加入5.0 g氢氧化铝与1.25 g氧化铁时,再分别加入少量的氧化铜或稀土氧化物可有效改善硅橡胶的阻燃及力学性能,其最佳用量分别为0.25 g或0.075 g。

氟硅复合材料的研究进展

在聚合物体系中以共价键的形式同时引入硅氧烷结构和含氟基团所得到的氟硅复合材料是近年来氟硅材料领域研究的热点。本文介绍了氟硅橡胶、氟硅涂料、氟硅油的制备方法,并展望了氟硅复合材料的发展方向。

特高压交流棒形悬式复合绝缘子的研究

介绍了特高压交流架空线路用1000kV系列棒形悬式复合绝缘子的研究、设计及试验等情况。以硅橡胶为基料,进行了改性配制的研究试验,结果表明,伞套材料的耐电痕化和蚀损性能与分子量、硫化剂、填料及加工条件等有关,但填料对其影响最大;由两个复合元件组成的复合绝缘子对电场分布没有任何改善,同时元件连接处不加装均压环时,会引起局部的场强集中,尤其是由1/6和5/6两元件组合而成的复合绝缘子,故采用整体单只复合绝缘子比由两个元件组合而成的复合绝缘子好;均压环配置采用大、小均压环结构,可以最大限度地改善绝缘子端部金具与硅橡胶复合界面处的电场分布,对防止电晕、电蚀,提高绝缘子运行可靠性十分有利。

四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的合成及性能研究

以羟基封端多乙烯基硅油,四苯基环戊二烯酮,α-氯萘为原料,通过Diels-Alder反应制得了一种具有稠环结构的四苯基苯基多乙烯基硅油。并对四苯基苯基多乙烯基硅油进行了表征;并分别以四苯基苯基多乙烯基硅油、含氢硅油,乙烯基硅油为原料,通过硅氢加成反应室温硫化制备了四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶,并对四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的热性能、拉伸强度、剪切强度的性能进行了测试。结果表明:在四苯基苯基多乙烯基硅油添加量为4%(wt,质量分数)条件下,四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶初始分解温度为449.06℃,拉伸强度为1.42MPa,剪切强度为0.84MPa,热稳定性能和力学性能得到提高。

新型有机/无机触压传感器材料的制备及性能的研究

以硅橡胶做为基体,通过掺杂导电碳黑和Al2O3纳米粉制成了富有弹性、导电性好、稳定性优良的复合材料,找出了材料导电性突变时碳黑掺杂的体积分数为38%;并对碳黑体积分率不同时的复合材料进行了压阻特性的测量,发现随着材料中碳黑体积分率的增加,材料的弹性变差;进一步利用超声波分散技术将Al2O3纳米粉分散到材料当中,发现纳米粉的加入改善了材料的导电性能和弹性性能.文章最后计算了材料的压阻灵敏度,发现所制备材料的压阻灵敏度可达1.5Ω/Pa.

液态氧化法处理芳纶纤维及在硅橡胶中的应用研究

针对芳纶纤维表面光滑、惰性强、与橡胶的黏接性能差,严重影响了橡胶复合材料力学性能的缺点。采用KMnO4(5%)+H2SO4(15%)以1∶1混合溶液和K2Cr2O7(10%)+H2SO4(25%)以1∶1混合溶液分别对其表面进行改性处理,处理后从电子能谱仪(ESCA)可以测到纤维表面的化学组成发生了明显的变化,C的含量明显下降,N、O的含量有所提高,含氧基团也有明显的提高;通过角接触仪测定纤维与水、乙二醇的接触角明显减小,从而使纤维表面的活性有了一定幅度的提高。制得芳纶纤维-硅橡胶复合材料的力学性能由未处理的3.281MPa,分别提高到3.943MPa和3.685MPa(分别提高了20.2%和12.3%)。通过SEM照片可以对纤维与橡胶的微观界面进行分析,讨论其作用机理。

低模量硫化硅橡胶粘接研究

采用sol-gel工艺自制的S iO2补强增韧环氧树脂作为胶粘剂,对低模量硫化硅橡胶与金属或复合材料进行粘接试验,分析胶粘剂中S iO2理论含量及粘接工艺对粘接性能的影响,并把硫化硅橡胶放在改性环氧树脂中进行溶胀试验,探索胶粘剂对硅橡胶的粘接机理。结果表明,随着S iO2先驱体-有机硅烷含量的增加,硅橡胶的溶胀程度提高。改性环氧树脂胶粘剂能浸入硅橡胶的表层,对硅橡胶具有良好的亲和力。用该胶粘剂对硅橡胶与金属或复合材料进行粘接时,取得了良好的粘接效果。

改性硅橡胶封孔涂层的制备及耐热腐蚀研究

为提高封孔涂层的耐热性,以硅橡胶为基料,添加氰酸酯和高岭土,制备了耐高温封孔涂层,用于热喷涂涂层的封孔处理。采用扫描电子显微镜观察了硅橡胶基料中填料的分散状况,采用热重分析仪对封孔涂层的耐热性进行了表征。对涂层的耐热腐蚀性进行了试验研究,并对不同组成的封孔涂层的封孔效果进行了对比分析。结果表明:改性硅橡胶封孔涂层的耐热性比硅橡胶涂层有较大提高,氰酸酯和高岭土均能在一定程度上提高硅橡胶封孔涂层的耐热性,进而对复合涂层的封孔效果和耐热腐蚀性产生影响。

小型无人机复合材料等径细长尾撑杆的制备工艺研究

通过技术改进及工艺试验,探索了一种采用组合金属阴模控制产品外形精度,制备了"铝棒+Aircast 3700硅橡胶"作为芯模。这种芯膜可以实现在120℃热膨胀加压,烘箱低成本进行固化的制作工艺,且制备的产品满足设计要求。