多胺桥联聚倍半硅氧烷/壳聚糖蛇-笼型复合材料的制备及其对Au(Ⅲ)的吸附性能研究

本研究以3-氯丙基三甲氧基硅烷(CPTS)、乙二胺(EDA)和二乙烯三胺(DETA)为原料,制备两种单体B-DETA-m和B-EDA-m,然后将桥联单体与不同比例壳聚糖(CTS)反应,合成了EDA/CTS和DETA/桥联聚倍半硅氧烷(BPS)两个系列蛇-笼型复合材料。对复合材料进行了红外光谱、比表面积及孔隙度分析、扫描电镜等表征,考察了复合材料对Au(Ⅲ)的吸附性能。结果表明,CTS的加入能够有效提高材料的吸附性能,其中拥有较丰富孔隙度和较大比表面积的EDA/CTS-30和DETA/CTS-30对Au(Ⅲ)吸附能力最强。本研究为含CTS和BPS的新型吸附剂、色谱柱等材料的研发提供了理论依据,可应用于污水处理,对后续环境治理研究具有积极意义。

环境友好型复合材料在城市基础设施建设中的应用与优化研究

本文探讨了环境友好型复合材料在城市基础设施建设中的应用与优化,通过分析这些材料的物理和化学性能优势,详细探讨了其在道路、桥梁、建筑物以及公共设施等领域的具体应用情况,研究还考察了环境友好型复合材料在不同气候条件下的表现并进行了成本效益分析,基于这些分析提出了材料选择和施工工艺等方面的优化策略以提高其使用效率和环境效益,研究表明合理选择和应用环境友好型复合材料,不仅有助于减少环境污染还能显著提升城市基础设施的可持续发展水平和使用寿命。

颗粒填充型复合材料有效导热系数的数值计算方法

基于Monte Carlo随机摆放方法,建立颗粒填充型两相复合材料的随机分布模型。应用有限差分法对导热微分方程进行离散,获得差分格式的热传导方程。将复合材料模型中的微观随机结构单元的数据信息导入计算机,应用循环迭代法对差分格式热传导方程进行求解,实现了对二维稳态导热温度场的数值模拟。采用此方法对可以理论求解的特殊情形进行模拟验证,结果表明其准确可靠。同时模拟了导热增强颗粒含量、颗粒与基体的导热系数比对复合材料有效导热系数的影响,并将模拟结果与Maxwell-Eucken、Bruggeman模型进行了比较,发现该方法的模拟结果在低填充量时与Maxwell-Eucken模型、在高填充量时与Bruggeman模型吻合良好。研究表明所述方法能够较好地计算颗粒填充型复合材料的导热系数。

13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料吸附Zn2+的研究

以13X分子筛和天然黏土矿物凹凸棒土为原料,制备了13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料,并借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等对复合材料结构与形貌进行表征,考察了不同煅烧温度及不同Zn2+浓度条件下13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料对水中Zn2+的吸附行为。结果表明,煅烧温度为550℃时,所制复合材料孔隙结构发达且抗压强度高、吸附性能好;吸附过程符合拟二级动力学,等温吸附实验数据符合Langmuir模型,复合材料对Zn2+的最大吸附量可达99.01mg·g-1;吸附速率的主要控制步骤为颗粒内扩散,此外,吸附过程中同时存在离子交换和化学沉淀。

废弃矿渣粉填充EPDM泡沫型复合材料的制备及其吸油特性

以三元乙丙橡胶(EPDM)作为基体,金矿提纯后的废弃矿渣粉作为填料,利用熔融共混及模压发泡的方法,制备出一种泡沫型吸油复合材料。可以将这类材料直接漂浮于含油废水表面使用。研究了填料和发泡剂(AC)的用量对复合材料吸油率的影响,并讨论了复合材料的保油率。得出填料含量为10 phr(每百克份数),AC含量为4 phr是复合材料的最佳配比。对比不同复合材料的吸油速率,结果表明:非泡沫型复合材料的吸油率比交联EPDM的吸油率提高了101.46%;泡沫型复合材料比非泡沫型复合材料的吸油率再次提高389.82%。分析了在温度、pH值等条件改变时泡沫型复合材料吸油率的变化,并从EPDM自身结构、交联剂DCP及废弃矿渣粉的添加等方面对复合材料的吸油机理进行了分析。

铺层对T型复合材料壁板屈曲载荷的影响分析

本文以T型壁板类结构单元为研究对象,主要阐述了铺层及筋条几何形式对复合材料壁板屈曲载荷的影响。对T型壁板屈曲载荷有限元计算方法的适用性作了试验验证,计算分析了铺层比相同时铺层顺序、铺层比及筋条几何形式对临界屈曲载荷的影响。算例表明,铺层比和铺层顺序都会影响屈曲载荷。铺层比影响屈曲载荷,为主要因素,当0度铺层比较小时,45度铺层比显著增加屈曲载荷,当0度铺层比较大时,45度铺层比的改变对屈曲载荷的影响不大。铺层顺序影响屈曲载荷,为次要因素。筋条几何形式影响铺层方式,也制约着铺层比对屈曲载荷的影响。

HMX/LBA-603核/壳型复合材料的制备

用水溶液-悬浮法制备了HMX/LBA-603核/壳型复合材料。通过LBA-603(配位键合剂)与HMX分子的-NO2基团的诱导效应,LBA-603可以在HMX表面形成一层粘附层,达到对HMX的包覆作用。对原料HMX和制得的核/壳型复合材料进行撞击感度试验和爆发点测试,结果表明,LBA-603可以在HMX表面形成坚韧的包覆层,钝感效果明显;爆发点略有降低;在键合剂含量相同的情况下,制备温度是影响包覆效果的主要因素。

编织型复合材料低速冲击损伤及剩余压缩强度研究

通过应用三维逐渐累积损伤理论和分析技术,建立了适用于编织型复合材料板的低速冲击(LVI)及冲击后压缩破坏(CVI)过程的一种全程分析方法。该方法对复合材料板的冲击以及冲击后含损伤板在压缩载荷下损伤扩展的全过程进行分析,分析中把冲击后复合材料板的预测损伤直接用于剩余压缩强度研究,从而提高了最终失效载荷的预测精度,而且避免了为获得冲击后损伤状态参数所进行的大量试验,同时开发了与由MSC.NASTRAN求解器调用执行的模拟程序。

接合型复合材料的成形

介绍了接合(焊合)型复合材料的种类与主要用途,双金属板、双金属管与包覆材料成形方法的特点、现状与最新发展情况。

基础阻抗对筒型复合材料基座减振机制影响规律研究

提出一种新型复合材料筒型基座结构形式,应用阻抗理论预测基础阻抗对基座减振机制的影响规律。通过试验和有限元计算获得基座、船体板架和船体梁的静刚度特性。以振级落差为评价指标,针对两种基础安装的复合材料基座样机开展激振试验,研究基础刚度对基座减振机制的影响规律。研究表明:复合材料基座安装于船体梁上较船体板架更有利筒壁间阻尼芯材轴向高频损耗能力增强,使得其减振效果提高6dB。

复合区基体调控对Al_(2)O_(3)p/40Cr钢球形网络构型复合材料压缩性能的影响

采用金属微粉对Al_(2)O_(3)p/40Cr钢球形网络构型复合材料的复合区基体进行调控,研究了金属微粉对构型复合材料压缩性能的影响。结果表明,Fe320合金粉调控的构型复合材料压缩屈服强度、抗压强度、断裂应变,分别比还原铁粉调控复合材料提升了26.0%、25.4%、21.3%。结果表明,Fe320粉提高了构型复合材料复合区基体中Ni等合金元素含量,而还原铁粉则略微降低了复合区基体合金元素含量,因此Fe320粉强化了复合区基体。同时,球形网络复合结构中,裂纹在复合区内部纵向扩展,基体区对裂纹扩展有明显阻碍作用。因此,构型结构与复合区基体强化协同提高了构型复合材料的压缩力学性能。

织物增强对三明治型复合材料板材性能的影响分析

纺织结构复合材料是以纺织预制件实现结构增强的复合材料。设计加工三种不同结构的三明治型复合材料板材,分别为无织物增强、平面织物增强和间隔织物增强复合材料。本文对三种复合材料板材的压缩、弯曲、剪切、剥离性能进行测试,并分析了织物增强对复合材料板材的性能影响。结果表明接结纱的存在及其与填充泡沫间的协同作用,使得间隔织物复合材料板材的压缩、剪切性能、剥离性能明显优于前两者。三种复合材料板材的弯曲强度差异不明显,但是间隔织物的存在却使板材的抗弯韧性更好。

基于Lattice Boltzmann方法的1-3型复合材料热传导特征

基于玻尔兹曼输运理论及相关的格子玻尔兹曼方法对1-3型复合材料的热传导特征以及等效的热传导系数进行了详细研究。首先给出了计算热传导问题的格子玻尔兹曼法二维九速度不可压缩热模型以及边界条件(恒温、绝热)的处理方式,并在此基础上探讨了圆形、椭圆形、矩形和随机夹杂的1-3型复合材料的传热特征和等效热导率等,展示了给定时刻下,结构上的温度分布特征以及结构上某点温度随时间的变化特征等。数值结果表明:尽管夹杂截面形状对等效热导率有一定的影响,组分仍是等效热导率最主要的影响因素。

TiB_(2)p颗粒含量及热处理对自生TiB_(2)p/7075基构型复合材料组织和力学性能的影响

采用铸造结合热挤压工艺制备了自生TiB_(2)p/7075基构型复合材料,利用光学显微镜、扫描电镜、布氏硬度计和电子万能试验机等研究了TiB_(2)p含量及热处理对其组织及性能的影响。结果表明:构型复合材料的最优热处理工艺为:480℃固溶1 h+120℃时效12 h。组织中,复合区呈纤维状,沿纵向与基体区依次交替分布。随着TiB_(2)p含量(7 mass%、10 mass%、13 mass%)的增加,构型复合材料的抗拉强度、硬度和伸长率都先增加后降低,在颗粒含量为10 mass%时达到最高值,分别比7075铝合金提高了20.9%、14.1%和13.4%,实现了复合材料强塑性的同时提升;颗粒的分布先趋于均匀后团聚加剧;复合区宽度随颗粒含量增加而增大,复合区与基体区的宽度比值依次增加。

基于FBG非均匀反射谱特性的波纹型复合材料蒙皮渐进损伤监测

提出利用布拉格光纤光栅(FBG)非均匀反射谱监测复合材料结构渐进损伤的方法。对波纹型复合材料蒙皮样件进行有限元分析,预测蒙皮在拉伸载荷下失效过程和对应临界失效载荷大小,据此重构FBG传感器的非均匀反射谱,获得铺层失效与传感器反射谱的对应关系,并为实验光谱记录提供参考。构建一种基于FBG非均匀反射谱监测波纹型复合材料蒙皮渐进损伤的监测系统,进行拉伸实验,实验结果表明系统实测光谱与重构的反射谱趋势相同,对应失效载荷与预测值最大误差为8.6%,证明了采用FBG传感器监测波纹型复合材料蒙皮渐进损伤的可行性。该方法通过实时监测预测失效范围内FBG非均匀反射谱的变化,简单易行,测量及传导光路实现全光纤化,无需破坏试件结构,即可实现对波纹型复合材料蒙皮渐进损伤程度及铺层失效次序精确、迅速的在线监测,研究结果为智能蒙皮动态监测领域提供新的思路和实验参考。

有限元法在颗粒填充型复合材料结构与力学性能关系研究中的应用

颗粒填充型复合材料在包装中的应用越来越广泛,材料的性能在本质上由其结构决定。从颗粒填充型复合材料的结构模型的建立、边界条件、界面分析和网格划分4个角度,对用有限元法研究颗粒填充型复合材料的力学性能进行了介绍与分析。重点对比说明了基于几何建模的周期性单胞单颗粒模型、多颗粒模型和基于实际微观结构的有限元模型,归纳了各种模型的边界条件设置,并讨论说明了界面性质和网格划分对预测复合材料力学性能结果的影响。此外,还展望了有限元法研究其他复合材料力学性能的发展方向。

新型汽车用热塑型复合材料

介绍了将农作物中的韧皮纤维 ,如洋麻、黄麻、大麻和亚麻等结合在一起制成具有可生物降解性的针刺热塑型非织造布的生产加工方法及其物理、机械和声学方面的性能。通过试验检测结果表明其制品由于具有质量轻、吸音性、拉伸性、压缩性等特点 ,可用于制造汽车内部构件。

钙钛矿型复合材料LaFeO_3的制备条件对光催化性能影响的研究

采用柠檬酸法合成钙钛矿复合材料LaFeO3,研究制备条件对其活性的影响,并测定该系列样品对不同水溶性染料溶液的光催化降解效率。采用XRD、SEM、光声光谱图等手段对样品进行了表征。结果表明,在柠檬酸加入量和焙烧温度一定时,反应体系的pH值在1-2、成胶温度为80℃时制备的LaFeO3样品悬浮溶液中,亚甲基蓝溶液仅由光催化引起的脱色率达48.17%。

1-3-2型复合材料的面板应力放大作用研究

在1-3-2型压电复合材料上表面覆盖金属面板,不仅可以解决电极引出困难的问题,而且面板的应力放大作用可以提高复合材料的压电性能。本文利用有限元分析方法分析面板应力放大作用产生的原因,讨论面板的杨氏模量、泊松比和厚度对应力放大作用的影响。研究结果表明:选用较小杨氏模量,较大泊松比的金属材料作为面板能有效地提高1-3-2型压电复合材料的压电性能。对于不同材料的金属面板,其最佳厚度的选取范围是不同的,只有选择了适当的厚度,才能最大限度地发挥面板的应力放大作用。

圆筒型复合材料基座减振设计变量分析

本文提出了一种具备结构设计优势,特别是具备阻尼结构设计优势的复合材料基座结构形式。通过基座筒壁间填充芯材粘滞阻尼设计和面板夹芯阻尼设计减振原理分析,并结合基座系统阻抗理论分析,提出了筒型复合材料基座的减振设计变量。以该基座特征点位移响应为评价指标,通过Patran/Nastran研究了芯材阻尼、嵌入连接环质量以及内外筒壁厚度比变化对基座减振效果的影响规律。研究结果对复合材料基座结构设计在工程中应用具有一定意义。