多层复合材料黏接缺陷的声阻法检测

用于直升机桨叶的新型多层复合材料以不锈钢、橡胶、加热组件和玻纤黏接而成,因其结构复杂且工作环境恶劣,亟需进行严格的质量控制。常规超声检测信号混叠现象严重,无法检出橡胶与玻纤黏接层缺陷。在分析复合材料机械阻抗的基础上,搭建了基于声阻法检测该复合材料的模型,并推导出两个用以表征黏接缺陷信息的参量。试验结果表明,使用机械阻抗的相位与幅值能较好地表征材料缺陷的深度与大小信息,声阻法检测复材黏接缺陷具有较高的可靠性和缺陷检出率。

食品接触用多层复合包装中迁移物质的非靶向筛查和风险评价

目的以食品接触用纸/铝/塑复合包装为研究对象,结合应用非靶向高通量筛查技术和安全风险评价方法,全面研究这类多层复合包装在接触食品过程中的迁移风险。方法采用顶空气相色谱-串联质谱、气相色谱-四极杆飞行时间质谱和液相色谱-四级杆飞行时间质谱全面筛查食品接触用纸/铝/塑复合包装在不同迁移条件下的挥发性、半挥发性和非挥发性迁移物质,基于商业数据库、实验室自建库及行业信息解析物质化学结构及可能来源,利用内标半定量迁移水平,结合国内外食品接触材料法规和安全风险评估方法进行符合性评价及风险评价。结果20批纸/铝/塑复合食品包装在体积分数为4%的乙酸模拟物中未发现迁移风险,在体积分数为95%的乙醇模拟物中共计检出35种物质,可能源于溶剂、抗氧剂、爽滑剂、低聚物、抗氧剂氧化/降解产物等物质。其中,33种物质经法规评估及毒理学评估,显示风险较低;其余2类聚烯烃低聚物因结构难以确定、缺乏毒理学研究建议持续关注毒理学研究进展及国内外法律法规动态。结论通过结合应用非靶向高通量筛查技术和安全风险评估方法研究表明,在通常的使用条件下,纸/铝/塑多层复合包装用于盛装果汁等水性食品时不存在安全风险,但接触高乙醇含量或油脂类食品时建议关注聚烯烃类低聚物的迁移安全性。

累积叠轧焊Al/Mg/Al多层复合材料的腐蚀行为

研究累积叠轧焊(ARB)Al1050/AZ31/Al1050多层复合材料的腐蚀行为,腐蚀介质为3.5%Na Cl(质量分数)溶液,分析测试手段包括动电位极化测试(PDP)、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、拉曼光谱和X射线衍射(XRD)等。为了深入研究Al1050/AZ31/Al1050多层复合材料的耐腐蚀性和腐蚀产物,对ARB制备的Al1050/Al1050/Al1050多层复合材料进行了相似的测试作为对比。动电位极化曲线和电化学阻抗谱显示,ARB应变水平会显著影响腐蚀速率。与Al1050/Al1050/Al1050样品相比,Al1050/AZ31/Al1050多层复合材料具有更高的腐蚀速率和更低的极化电阻。AZ31层对腐蚀过程起主导作用。拉曼和XRD分析结果表明主要腐蚀产物为Mg(OH)2,且不含任何氯化合物(如(Mg(OH)_(2))·MgCl_(2))。

试算迭代法在求解多层复合材料稳态导热问题中的应用

传热学是能源与动力工程专业类的主干专业基础课之一,在能源与动力工程专业的人才培养方案和课程体系中处于极为重要的地位。教学过程中往往会采用实际工程问题对传热学的知识点进行讲解,使学生对知识点的理解更深刻,而在工程实际问题的求解过程中,常常会用到试算法。本文以通过多层平壁及圆筒壁的稳态导热问题为例,在传热学稳态导热部分的教学中以下两种情况就必须采用试算法:(1)在计算多层平壁稳态导热过程中,各层之间的温度未知导致材料的导热系数无法确定时。(2)在求解通过多层筒壁的稳态导热过程中未知量出现在两个不同的对数中时。此外,在案例探讨的基础上,本文还对迭代过程的收敛性及收敛的加速进行了分析。

沉积温度对AlTiN/AlTiSiN多层复合涂层的影响

为了优化AlTiN和AlTiSiN的沉积温度,兼顾2种涂层的性能,采用电弧离子镀膜技术,在不同沉积温度下,制备一系列AlTiN/AlTiSiN多层复合涂层,并采用SEM、XRD、EDS、纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损试验机和轮廓仪等仪器对复合涂层的微观结构、力学性能以及摩擦学性能进行表征和测试,探究沉积温度对AlTiN/AlTiSiN多层复合涂层的影响.结果表明:(1)随着沉积温度升高,多层复合涂层的表面质量逐渐改善,组织结构更加致密;(2)随着沉积温度升高,涂层的纳米硬度和膜基结合强度先增大后减小,摩擦系数和磨损率先减小后增大;(3)当沉积温度为430℃时,涂层综合性能最好,硬度为30.9GPa,临界载荷为89N,摩擦系数为0.72,磨损率为7.1×10^(-3)μm^(3)/(N·μm).

Mg/Al多层复合板截面固体渗硼工艺研究

对比了两种工艺条件下的Mg/Al多层复合板截面固体渗硼试验。采用X射线衍射仪(XRD)和扫面电镜(SEM)分析了Mg/Al多层复合板渗硼后的物相组成和组织形貌,采用显微硬度计对渗层进行硬度测试,对基体和表面渗层进行电化学极化曲线测试。结果表明,渗硼10 h,工艺为630℃得到的渗层比600℃得到的渗层效果好,其渗层主要由MgAlBO_(4)、B_(2)O_(3)和AlB_(12)等物相组成,厚度约为20μm,渗硼后试样的耐蚀性和硬度均明显提高,渗层显微硬度值最高达到278 HV。

调制比对AlCrSiN/AlCrMoSiN多层复合涂层结构的影响及涂层刀具的切削性能

为解决硬质合金刀具切削淬硬钢时面临易磨损、寿命短的难题,在刀具表面涂覆硬度高、耐磨损的防护涂层是一种经济实用的方法。利用高功率脉冲磁控溅射与脉冲直流磁控溅射复合技术制备了不同调制比的AlCrSiN/AlCrMoSiN多层复合涂层,利用扫描电镜、纳米压痕仪、白光干涉仪等对多层膜的微观结构、力学性能以及涂层刀具的切削性能进行表征和分析。研究表明,当调制比为3∶1时,多层膜择优生长取向由(111)晶面转为(200)晶面,多层膜的表面致密度得到改善,层状结构明显,晶粒得到细化。此时,涂层硬度达25.7 GPa,临界载荷为79.6 N,耐磨性最强,磨损率为0.74×10^(-6)mm^(3)/(N·m),摩擦系数最低约0.45。将后刀面磨损带宽度0.3 mm作为磨钝标准,干切削淬火C1045中碳钢,AlCrSiN/AlCrMoSiN多层复合涂层刀具的寿命比AlCrSiN涂层刀具寿命提高1.2倍,比无涂层刀具寿命提高3.2倍。切削过程中多层复合涂层内部分Mo元素被氧化成层状MoO3,起到润滑作用,有效降低了切削力和摩擦产生的切削热,延长了刀具使用寿命。无涂层刀具、AlCrSiN涂层刀具、AlCrSiN/AlCrMoSiN多层复合涂层刀具连续切削25 min后,切屑颜色越来越浅,切削温度越来越低。经观察与计算,AlCrSiN/AlCrMoSiN多层复合涂层刀具所产生的切屑锯齿化程度最高,约为0.36,易于自动断屑,更有利于切削的持续进行。

多层复合抗菌阻燃面料的制备及性能

设计多层复合抗菌阻燃面料,介绍多层复合抗菌阻燃面料的设计思路,并对炭珠层和防水阻燃层材料进行筛选配制;对炭珠层的抑菌率、比表面积和微孔孔容及复合面料透气量、透湿量、剥离强度和阻燃等级进行测试分析。结果表明:炭珠层中的纳米银增强试样的抗菌性及吸附性,MF预聚体及增黏剂有助于提高试样的防水阻燃性能。

高储能密度聚合物基多层复合电介质的研究进展

薄膜电容器是现代电力装置与电子设备的核心电子元件,受限于薄膜介质材料的介电常数偏低,当前薄膜电容器难以获得高储能密度(指有效储能密度,即可释放电能密度),从而导致薄膜电容器体积偏大,应用成本过高。将具有高击穿场强的聚合物与高介电常数的纳米陶瓷颗粒复合,制备聚合物/陶瓷复合电介质,是实现薄膜电容器高储能密度的有效策略。对于单层结构的0-3型聚合物/陶瓷复合电介质,其介电常数与击穿场强难以同时获得有效提升,限制了储能密度的进一步提高。为了解决此矛盾,研究者们叠加组合高介电常数的复合膜与高击穿场强的复合膜,制备了2-2型多层复合电介质,能够协同调控极化强度与击穿场强来获取高储能密度。研究表明,调控多层复合电介质的介观结构与微观结构,可以实现优化电场分布、协同调控介电常数与击穿场强等目标。本文综述了近年来包括陶瓷/聚合物和全有机聚合物在内的多层聚合物基复合电介质的研究进展,重点阐述了多层结构调控策略对储能性能的提升作用,总结了聚合物基多层复合电介质的储能性能增强机制,并讨论了当前多层复合电介质面临的挑战和发展方向。

固体氧化物燃料电池多层复合阴极的制备及性能研究

为了改善固体氧化物燃料电池的阴极热循环性能,采用喷涂方法在Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)电解质片的表面制备了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF)-(SDC)3层复合阴极,各层LSCF所占比例依次为40%、70%和100%(质量分数).X射线衍射结果表明,LSCF与SDC无明显的反应.每层材料的热膨胀系数随LSCF含量的增加而增大,电阻率随LSCF含量的增加而下降.SEM观测证明阴极呈现多孔的微结构,且与电解质表面接触良好.在中温(500～800℃)测得的阴极极化曲线和阻抗谱结果表明,多层阴极材料具有比单层LSCF阴极更好的电化学性能和热循环稳定性,5次热循环后性能衰退从58%下降到12%.

垃圾填埋场多层复合衬垫的破坏面特征

多层土工合成材料复合衬垫的极限破坏面特性是垃圾填埋场稳定分析的重要问题,单一固定破坏面的观点已经被广泛接受。在多层土工合成材料复合衬垫的整体叠环式单剪试验后发现极限破坏界面并非单一固定,而是随着法向应力的变化发生由一个界面向另一界面转移,且在一定的法向应力范围内还可能同时出现两个具有相同剪切强度的极限破坏界面;多层土工合成材料复合衬垫中各层的剪切应力–位移曲线是硬化型的,衬垫系统的剪切强度总是低于极限破坏界面的剪切强度。试验结果表明,叠环式单剪仪能更正确和合理地模拟填埋场中的多层复合衬垫在加载过程中的实际剪切变形情况和复合衬垫中材料间的相互作用,从而能更好地揭示多层复合衬垫系统的整体剪切特性。

多层复合实木地板的热传导性能和尺寸稳定性

通过地热试验,分析了地板采暖的性能特性。结果表明:多层实木复合地板热传导的性能优良,储热与热辐射效果俱佳;采暖地板系统的地板表面温度分布比较均匀,垂直方向温度梯度较小,呈负梯度分布,散热均匀;采暖地板系统中,辐射热占总传热量的50%左右,较其他热传导的贡献要大;地板的尺寸稳定性较好;多层实木复合地板是优良的地热采暖材料。

多层复合吸声结构的制备与性能研究

将穿孔板与氯化聚乙烯/七孔涤纶纤维复合材料进行复合,制备了一系列无后部空腔层的多层复合吸声结构。采用SW230驻波管运用传递函数法测试了复合吸声结构的吸声性能,分析了组合层数、组合方式、复合材料厚度以及穿孔板的孔隙率对吸声性能的影响。结果表明:在双层复合结构中,当穿孔板为测试面时,其吸声性能呈现多孔材料的特性;而测试面为复合材料时,吸声结构具有膜空腔共振的特性;当穿孔板层数超过2层时,复合吸声结构能将多孔材料吸声机制和共振吸声机制进行有机结合,拓宽了其吸声频域,是一种具有工程应用潜的吸声结构。

傅里叶变换显微红外光谱法鉴定多层复合薄膜成分

多层复合薄膜是近几年发展最快的一种包装材料。因为单一品种的薄膜已不能满足有效保护商品和美化商品的要求。而复合薄膜则能取长补短,成为性能优良的包装材料。现在复合薄膜的品种已达数百种,复合层数也由开始的二层发展到十多层,分析鉴定此类复合材料的组分,对其特性研究及生产控制具有重要作用,此外,也可为海关进行商品归类提供技术判定手段。鉴定多层复合膜材料的每层成分,通常,需将其逐一分离,再进行红外光谱鉴定,但是，分离过程受人为因素影响较大，分离不彻底会影响红外谱图的采集与解析。

磁过滤真空弧源沉积C/C多层复合膜的结构和力学性能研究

采用磁过滤直流阴极真空弧源沉积技术在不锈钢基体表面制备了C/C多层复合膜,通过X射线光电子能谱、Ra-man光谱对薄膜的结构进行表征;C/C多层膜大气下的摩擦损性能在销盘式摩擦磨损试验机上进行;用洛氏压痕法研究了薄膜与基体的结合强度。结果表明:C/C多层复合膜为类金刚石结构。它与SiC球大气下的摩擦系数为0.10左右,其摩损性能由于多层膜的引入而显著提高。Ti过渡层的引入显著提高了膜基结合力。

铝基复合材料表面多层复合厚膜的研究

对含50%AlN颗粒的铝基复合材料进行预处理后,在其表面依次采用浸锌化学镀镍工艺制备Ni-P过渡层,采用脉冲偏压磁过滤多弧离子镀工艺沉积硬质Ti/TiN调制周期膜,采用脉冲等离子体化学气相沉积工艺制备含氢类金刚石(DLC)膜等工艺最后形成了多层复合薄膜体系。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、光谱仪、原子力显微镜、微载荷显微硬度仪、摩擦磨损试验机等设备分析了复合薄膜的组织结构、膜层形貌、截面形貌、显微硬度和摩擦系数等性能特点。测试表明:铝基复合材料/Ni-P层/Ti/TiN调制周期膜/含氢DLC膜这一梯度膜系具有结构交替变化,相邻界面形成混合层,性能梯度分布,硬度逐渐增加,摩擦系数小的特点。该复合工艺能够有效地解决铝基复合材料上制备硬质厚膜的热适配和晶格错配度大的难题,制备薄膜具有良好的膜基结合性能。

切削刀具测温传感器SiO_2多层复合绝缘薄膜的制备及其性能表征

利用双放电腔微波ECR等离子体增强非平衡磁控溅射技术成功制备了切削刀具测温传感器的SiO2多层复合绝缘薄膜,研究了SiO2多层复合绝缘薄膜的制备工艺。通过扫描电镜、原子力显微镜、台阶仪和XPS对SiO2功能薄膜的表面形貌、膜厚及成分进行了观测,结果表明,制备的多层复合SiO2薄膜厚度小、绝缘性好,绝缘电阻达到9.5×1012Ω。其与金属基体结合力可达16.7N,满足制作切削刀具测温传感器的要求。

CN_x/TiN多层复合涂层抗水蚀性能的研究

采用多弧-磁控溅射镀膜机在不锈钢2Cr13衬底上沉积CNx/TiN多层复合涂层。利用光电子能谱仪(XPS)和透射电子衍射(TED)对涂层的组成和结构进行分析。利用自行研制的高压水蚀试验装置对不锈钢、高铬铸铁、司太立合金以及CNx/TiN多层复合涂层的抗水蚀性能进行对比试验,最后对涂层的水蚀失效机理进行了探讨。试验结果表明:CNx/TiN多层复合涂层具有较高的硬度、附着力、抗热冲击性能以及优异的抗水蚀性能,是一种优良的汽轮机末级叶片抗水蚀用涂层。

累积叠轧焊制备Al／AZ31多层复合材料及其强度

采用累积叠轧焊法制备了Al/AZ31多层复合材料,并通过扫描电镜、X射线能谱仪和显微硬度计对所制备的Al/AZ31多层复合材料进行了横截面形貌观察、能谱分析以及显微硬度测试。结果表明,经过三道次的累积叠轧焊之后可制备Al/AZ31多层复合材料。能谱分析表明,在Al层和AZ31层的界面处产生了扩散层,随着轧制道次的增加扩散层的厚度逐渐增加。显微硬度测试表明,随着轧制道次的增加,Al/AZ31多层复合材料的层组元的强度也随之增加,但Al层的强度较AZ31增加得快,并且形成的界面扩散层具有一定的硬度梯度。

多层复合衬垫界面非线性强度特性的斜面单剪试验

为研究位于垃圾填埋场斜坡上衬垫结构在垂直应力作用下沿斜坡滑移的剪切特性,研制了大型叠环斜面单剪系统。通过砂-无纺土工布-土工网-HDPE膜-黏土结构的大型斜面单剪试验,得到剪切过程中发生破坏面转移位移对应的垂直应力和水平应力,计算得到位移面的转移法向应力。试验结果表明:当界面的法向应力小于转移法向应力时,破坏面为土工网与土工膜界面;当界面的法向应力大于转移法向应力时,破坏面为土工膜与黏土界面。建议破坏面转移前后的界面强度包线用双直线表示,土工膜与相邻材料的剪切强度特性用双曲线表示,破坏面的转移法向应力等参数由试验确定;大型叠环斜面单剪系统为分析多层复合衬垫剪切特性提供新的试验研究方法。