退火工艺对镁/铝复合板材力学性能的影响

以爆炸复合制备的镁/铝复合板材为研究对象,研究了退火处理工艺对复合板组织及力学性能的影响。采用电子万能试验机测试了复合板的力学性能,采用奥林巴斯GX51型金相显微镜和JSM-6510A扫描电子显微镜对复合板的显微组织进行了表征。结果表明:退火处理后,复合板的抗拉强度及硬度均降低,伸长率比原始试样的高。退火保温时间越长、温度越高,镁/铝复合板材的抗拉强度越低、伸长率越高、塑性越好。复合板材断口形貌表明,退火处理后铝侧韧窝增多,镁侧断口处的微裂纹消失,出现少量韧窝。退火处理改变了镁、铝两侧结合界面处过渡层的断裂方式,铝侧附近的过渡层出现大量撕裂脊,以韧性为主间有少量脆性断裂;镁侧附近的过渡层出现大量的解理面伴有少量韧窝,以脆性断裂为主间有韧性断裂。

沸石胶凝增强复合包装板材的制备及性能

目的 为了拓展固废资源化的应用,本研究以生物质废料(秸秆粉、废木屑)为基体,以预处理后的污水污泥焚烧灰作为填料,采用热压成型制备了一种沸石胶凝增强复合包装板材。方法 通过XRD、SEM等方法表征预处理前后填料的元素组成、晶体结构、微观形貌等,并研究预处理填料对制备复合包装板材性能的影响趋势以及增强机制。结果 添加质量分数为22.5%的预处理后的填料制备的复合板材,其弯曲强度为27.73MPa,压缩强度为44.38MPa,在力学性能、隔热性能和吸水厚度膨胀率等方面均明显优于未经过预处理的对照组,满足GB/T7284—2016《框架木箱》、GB/T23898—2009《木托盘用人造板》等国家标准的要求。复合板材性能的增强主要归因于预处理引起填料相组成及结构的变化。由于方沸石晶相的生成,填料对自身和基体的吸附性、易分散性得到极大改善。结论 经过预处理的填料制备的沸石胶凝增强复合包装板材性能优异,在木包装领域及建筑领域具有广阔的应用前景。该研究可为大宗固体废弃物资源化利用提供高附加值的解决方案,还可以为缓解林产资源短缺的现状提供新的思路。

复合板材外墙外保温施工技术研究

为提升外墙保温施工质量,文中以某老旧小区改造工程为例,分析了提升建筑节能效果的施工方案。该方案通过黏锚结合的安装方式,解决既有建筑外墙施工中的诸多问题,对比分析不同抗裂砂浆涂抹方案对裂缝宽度和长度的影响,以确保施工质量满足设计要求,提高建筑的安全性和耐久性。

镁/铝板材同速异径蛇形轧制复合弯曲曲率研究

针对镁/铝板材轧制复合过程中金属流动性差异大,轧后容易出现弯曲的问题,提出了同速异径蛇形轧制复合工艺,可以降低轧后弯曲曲率。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了AZ31B/5052的轧制复合过程,分析了蛇形轧制复合过程中轧制温度、辊径比、压下量、错位量、层厚比及初始总板厚等参量与弯曲曲率的关系,并通过实验对模拟结果进行了验证。结果表明,相比于异步轧制,蛇形轧制能够降低复合板的弯曲曲率;相同轧制条件下,异步轧制弯曲曲率在一定范围内随层厚比的增大而减小,在1.01~1.20辊径比范围内,弯曲曲率随辊径比的增大而增大;在一定范围内,复合板的弯曲曲率随错位量的增大而减小,蛇形轧制有效抑制了轧后弯曲;当总板厚为8 mm、层厚比为0.25、压下量为3.6 mm、轧制温度为400℃、辊径比为1.01以及错位量为15 mm时进行轧制复合所得复合板接近平直。

镁/铝层状复合板材搅拌摩擦焊焊接行为

采用搅拌摩擦焊(FSW)方法对爆炸焊方法制备的镁/铝层状复合板进行焊接,对不同焊接速度条件下焊接接头的微观组织、物相以及力学性能进行分析。结果表明:镁/铝层状复合板的搅拌摩擦焊焊接接头界面连接效果良好,热机械影响区和热影响区界线不明显,搅拌区内镁、铝交替分布呈条带状,在搅拌区、热机械影响区和热影响区形成了Al_(3)Mg_(2)和Mg_(17)Al_(12)金属间化合物,焊接缺陷主要为界面处金属没有及时填充形成的隧道孔洞;焊接接头横截面硬度呈“W”形分布,搅拌区的硬度从铝侧→界面→镁侧逐渐降低;FSW焊接接头的抗拉强度最大可达94.5 MPa,伸长率为6.7%,断裂机理为金属间化合物的脆性断裂和金属基体镁/铝的韧性断裂。

挤压复合AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板材显微组织和力学性能

在300,350,400℃下成功通过挤压复合法制备多层AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板,探究AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板中SiC_(P)/AZ91复合材料层和AZ91层的显微组织演变、界面的演化机制和力学性能变化规律。结果表明:热挤压复合中,AZ91-(SiC_(P)/AZ91)多层复合板中合金层发生完全动态再结晶,晶粒细化,合金组织随挤压温度的升高更均匀,而且外层合金层比内层合金层晶粒尺寸略大;SiC_(P)/AZ91复合材料层同样发生完全动态再结晶,晶粒尺寸小于合金层,随着挤压温度的升高,SiC_(P)的分布更加均匀;不同挤压温度下AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板合金层与复合材料层界面均未出现明显的分层以及开裂现象;AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板的室温力学强度位于AZ91合金与SiC_(P)/AZ91复合材料之间,SiC_(P)/AZ91层中SiC_(P)与基体界面脱粘是导致复合板材失效的主要原因。

复合材料夹芯板材用多功能铺层工艺装备设计研究

研究设计了一种多功能铺层工艺装备,解决了当前人工操作过程中的铺层翻面和转运问题,提高了复合材料夹芯板材生产线的自动化程度,降低了劳动强度,提高了生产效率,并为复合材料行业的工艺装备研制提供了可借鉴的解决思路。

镁基层状复合板材微观组织与性能研究

实验采用轧制的方法制备了镁基层状复合板材。轧制、退火后,得到尺寸为0.87 mm/200 mm×630 mm的镁/铝(LA103Z/6013-T4)复合板。复合板材边部存在边裂,约10~15 mm,其余区域结合良好,无裂纹、分层、鼓包等缺陷。采用金相显微镜、SEM对LA103Z/6013-T4的界面进行微观检验,并通过拉伸实验和剪切实验检测复合板的强度和结合情况。实验结果表明,LA103Z与6013-T4的界面均匀一致,无分层、裂纹、熔化块等缺陷。Al、Mg元素的线扫描谱线呈现“X”形状,说明界面元素发生了扩散。拉伸实验结果显示复合材料的屈服强度为243 MPa,抗拉强度为273 MPa,伸长率为5%,说明该材料具有较高强度。剪切实验结果显示复合板的结合强度≥59 MPa。上述研究结果表明,LA103Z/6013-T4轧制复合板具有优良的强度和结合质量,可以进行工程应用。

三维机织间隔织物复合板材结构对其低速冲击性能的影响

采用工业涤纶长丝为原料织造了三维机织间隔织物和普通平纹织物,经过泡沫填充、树脂复合等处理,制成了中空结构复合板材、间隔织物结构复合板材和层合结构复合板材。对这三种不同结构复合板材的冲击性能和冲击后侧压性能进行测试,并计算侧压强度损失率。结果表明:接结纱的应用可以有效地抑制冲击产生的能量释放,聚氨酯泡沫能减少冲击破坏,所以聚氨酯泡沫填充的间隔织物复合板材具有较好的整体性能和抗冲击性能。

蜂窝复合板材结构通用计算方法研究与分析

随着科技的进步、制作工艺的成熟,蜂窝复合板在建筑领域的应用越来越广泛。目前,各建筑规范中对蜂窝复合板材的各参数计算仍不够完善。针对蜂窝复合板材,采用理论分析与有限元模拟相结合的方式,提出了一种新的蜂窝复合板的通用结构计算方法。结果表明,有限元计算与理论计算的结果具有较好的一致性,证实该理论计算结果准确可靠。此计算方法可以精确地对任意多层蜂窝复合板进行力学分析,不受板材材质、形状及边界约束的限制,而且分析出来的强度是单一材质面板的,能够直接根据其抗拉强度判断是否可以满足受力要求,免去了找不到复合板综合力学参数的麻烦,具有快速便捷的优点和较好的推广前景。

退火温度对液-固铸轧1070A/7075复合板组织与性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等检测设备以及拉伸和剪切等试验方法,研究了退火温度对液-固铸轧1070A/7075复合板材组织与性能的影响。结果表明:随着退火温度的不断提高,复合板材界面7075固态基板一侧开始出现连续的带状结构组织,抗拉强度与屈服强度不断下降,延伸率不断增加,剪切强度不断增大。当退火温度为400℃时,元素扩散距离与剪切强度均达到最大值,分别为37μm与114.3 MPa。

导电功能木质复合板材的渗滤阈值

通过导电单元掺杂粘合单元并叠层复合木质单元研究了导电功能木质复合板材的渗滤阈值。结果表明 ,形成渗滤效应时的阈值为 8%～ 1 4 % ,对应的导电单元施加量和填充量分别约为 1 4 %～ 2 5%和 1 2 %～ 2 0 % ;形成渗滤效应之后 ,导电功能的均匀性较好。此外 ,相关机理和量化关系还有待于深入研究。

不锈钢/Al固液轧制复合板材界面的精细结构

应用场发射透射电子显微镜研究了不锈钢／Ａｌ固液轧制复合板材界面的精细结构．结果表明，在钢－Ａｌ之间存在主要由两种金属间化合物组成的界面反应层。靠近钢处由一层细小的（Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ）２Ａｌ５纳米晶组成，靠近Ａｌ处由纳米级的（Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ）４Ａｌ(１３)柱状晶组成。反应层附近的Ａｌ中有各种形态的（Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ）４Ａｌ(１３)相析出，并对界面结构的形成进行了初步的分析。

表面处理对木粉增强PVC发泡复合板材性能的影响

研究表面处理的木粉对发泡聚氯乙烯(PVC)板材的增强改性效果。使用铝酸酯偶联剂、丙烯酸丁酯预聚物对木粉进行表面处理,将其混合到聚氯乙烯发泡板材配料中进行板材加工生产,结果表明,经处理的木粉能提高发泡PVC板材的拉伸强度和冲击强度。用铝酸酯偶联剂处理木粉的发泡板材力学性能好于用丙烯酸丁酯预聚物处理的板材;而用丙烯酸丁酯预聚物处理木粉的复合材料在流变加工性能优于用铝酸酯处理木粉的复合材料。

无机胶粘剂植物纤维建筑复合板材

以菱镁土、石膏、水泥、矿渣为胶粘剂 ,植物纤维作增强材料 ,添加适量复合添加剂 ,生产保温节能、阻燃防火的环保型建筑用复合板材 ,并介绍了其生产工艺过程、产品性能及用途。

厚单板制备木质复合板材的工艺、关键设备和性能

针对木材单板化利用受限于单板厚度的难题,提出采用4~10 mm厚度单板制备木质复合板材的技术方案,介绍厚单板旋切、展平和干燥等关键工序的技术和设备特点,以及采用厚单板制备胶合板、单板层积材和竹木复合板材等3种木质复合板材的制备工艺和主要性能,为厚单板的产业化利用提供技术支撑。

玄武岩纤维布/不饱和聚酯增强竹木复合板材胶合性能研究

以时间、压力、材料表面处理方式为因素设计正交试验,利用不饱和聚酯树脂作为胶黏剂制备玄武岩纤维布增强竹木复合板材,并对其胶合性能进行了检测。极差分析及验证试验结果表明:在处理时间为90min、压力为1.6MPa、木材及竹黄采用羟甲基间苯二酚(HMR)处理,竹青采用硅烷偶联剂KH550处理的条件下,玄武岩纤维布增强竹木复合板材的胶合性能最好,可以达到相关国家标准的要求。

不锈钢/Al固液轧制复合板材界面剪切强度与界面结构

测定了不锈钢／Ａｌ固液轧制复合板材界面剪切强度。应用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪对不锈钢／Ａｌ固液轧制复合板材界面和剪切断面的形态、结构、成分等进行了观察和分析。界面层由明显不同的二层组成，即接近钢的明显过渡层和接近Ａｌ的沿晶界富Ｆｅ相的析出层。界面结合牢固，强度高。剪切断面大多发生在Ａｌ处，否则发生在界面层和用／Ａｌ原始界面处。钢板经助焊剂浸镀后，界面结合强度高于末浸镀的。Ｘ射线衍射确定界面层中的金属间化合物为Ｆｅ４Ａｌ(１３)相及其它可能的Ａｌ－Ｆｅ相。对界面层的生成进行了初步分析。

隔声材料排布顺序对复合板材隔声特性的影响

对高速列车平顶组合结构进行隔声测试,调换其中2块隔声垫的前后位置后,平顶组合结构隔声特性发生显著改变。针对这一问题,基于统计能量法探究双层隔声复合板材中材料排布顺序对于整体结构隔声特性的影响规律,分析该现象产生的原因;接着,进一步利用基于统计能量法的隔声预测模型对三层隔声复合板材中材料排布顺序对整体隔声特性的影响进行延伸探究。结果表明:对于双层复合结构,当两种隔声材料的种类一定时,将隔声量较大的材料置于近声源端,将隔声量较小的置于远声源端,对整体结构隔声量的提升最显著,主要提升低频隔声量;对于三层复合结构,情况较为复杂,其中,将隔声量最大的材料置于近声源端,将隔声量次大的材料置于远声源端,将隔声量最小的材料置于中间时,对整体结构隔声量的提升最显著,且同时提升低频和中频隔声量。研究内容对于工程中复合材料隔声性能的进一步改善有借鉴意义。

γ-TiA1/TC4复合板材的制备及组织性能研究

提出了制备γ-TiAl/Ti合金复合板材的技术思想。采用包套轧制技术在1150℃轧制出厚度为3mm的Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V复合板材,其中Ti-43Al-9V-0.3Y合金层的厚度约为2.3mm,Ti-6Al-4V合金层的厚度约为0.7mm。复合板材的总变形量为80%。包套轧制后板材外形完整、无应力开裂。分析表明,复合板材的界面相主要由α2-Ti3Al构成。拉伸性能测试结果表明,随着Ti-6Al-4V合金层厚度的增加,复合板材室温下的抗拉强度、延伸率都得到了显著的提高。当Ti-6Al-4V合金层厚度达到0.7mm时(板材总厚2mm),室温强度和延伸率分别超过800MPa和4%,700℃条件下延伸率超过25%。