生土基梯度复合墙体材料热湿综合性能影响因素研究

以黄土为基料,将水泥与粉煤灰作为凝胶材料制作试样,研究影响生土基梯度复合墙体材料热湿综合性能的各种因素,计算生土基梯度复合墙体材料的导热系数、含湿量以及热湿性能,并将导热系数与含湿量进行归一化处理,实现热湿综合性能的计算,根据计算结果分析生土基梯度复合墙体材料热湿综合性能影响因素。实验结果表明,粉煤灰掺量、含水率、水泥掺量会影响生土基梯度复合墙体材料的热湿综合性能,试验获得生土基梯度复合墙体材料的最优配比为水泥掺量为4%、粉煤灰掺量为15%、含水量为16%。

生土基梯度功能墙体材料改性研究

回顾了国内外生土建筑的发展现状,分析了目前生土基材料改性研究和应用中存在的问题,提出引入梯度概念进行改性的设计思路.

基于正交试验制备生土基复合墙体材料及其热湿综合性能分析

基于正交试验设计,以石灰和粉煤灰为改性剂制备了生土基复合墙体材料.通过多元非线性回归,分析研究了改性剂掺量和含水率对生土基复合墙体材料热湿综合性能的影响,并得到生土基复合墙体材料的优化配方.结果表明:改性剂掺量和含水率对生土基复合墙体材料热湿综合性能的影响显著,敏感程度依次为含水率>粉煤灰掺量>石灰掺量>空白因素;生土基复合墙体材料的优化配方为石灰掺量6.24%+粉煤灰掺量8.93%+含水率13.57%,此时其导热系数为0.721W/(m·K),平衡含湿量为7.645%,且抗压强度和耐水性均满足相应要求.通过墙体材料组成结构分析和微观形貌分析可知,粉煤灰在碱性环境中的水化作用使得优化生土基复合墙体材料内部呈现出更加致密的结构体系.

功能梯度超高性能水泥基复合材料弯曲性能研究

以超高性能水泥基复合材料(UHPCC)为基础,研究了不同层数的功能梯度超高性能水泥基复合材料(FGUHPCC)的抗弯性能。通过FGUHPCC的四点弯曲试验,研究了单层和双层UHPCC梁的等效抗弯强度和相应的挠曲能力,结合DIC技术讨论了不同试件在不同阶段(LOP、MOR)的弯曲能力。结果表明,功能梯度设计有助于提高试件的抗弯能力和断裂韧性;与单层的UHPCC相比,FGUHPCC具备更优的耗能能力,更复杂的裂纹发展。建议在进行此类构件设计时,在条件允许的情况下可以进行功能梯度设计,以节省成本。

SiC颗粒增强铝基梯度复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料（FGMMC）,研究了该梯度复合材料的微观组织和力学性能,对 FGMMC的显微组织观察表明,由于铝基体熔合成一体,因此层间没有明显的界面,具有基体的连续性.尽管基体是连续的,但是当疲劳裂纹从高SiC含量层向低SiC含量层扩展时,在过渡区发生延滞现象.通过断口和裂纹扩展路径的分析解释了此延滞现象.

SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料的制备与压缩性能研究

把梯度功能材料（ＦＧＭ）的设计思想用于金属基复合材料（ＭＭＣｓ）的开发之中，成功地制备出了ＳｉＣ颗粒增强铝合金基梯度复合材料。对该材料的组织结构和高温压缩性能进行了实验研究。结果表明：采用复压烧结粉末冶金工艺能提高材料致密度，消除梯度层间界面；高温下材料的真实应力－应变曲线可分为初始硬化和逐渐软化两个阶段，材料强度主要由基体决定；高温下变形时，材料梯度层间界面无相对滑动，变形情况与梯度分布方式有关。

组分梯度复合对水泥基材料力学性能的影响

利用梯度结构的概念提出了水泥基梯度功能材料的结构模型,初步研究了界面组分梯度分布和纤维梯度分布对混凝土,纤维增强混凝土和纤维增强砂浆力学性能的影响。结果表明:采用不同配比的分层配料、振动成型的方法,可以基本保证组分呈梯度连续变化;界面组分的梯度变化可以明显改善界面粘结而提高强度;纤维的梯度变化更符合受力状态,与纤维均匀分布相比,可以明显提高强度,并可以节约纤维用量。显示了水泥基梯度功能材料良好的发展前景。

高温钛合金及钛基复合材料增材制造技术研究现状

高温钛合金及钛基复合材料因具有比强度高、比刚度高、耐腐蚀、耐高温等优异性能,近几年来受到了广泛的关注。钛基复合材料的力学性能往往与增强相组织有关,增材制造技术的快速凝固可以使颗粒增强钛基复合材料中晶粒细化,力学性能得到提升。本文综述了高温钛合金及钛基复合材料的研究进展,分析了增强相组织对材料力学性能的影响,总结了增材制造技术制备钛基梯度功能材料的应用。通过增材制造技术制备钛基复合材料不仅可以提高复合材料的硬度和强度,还可以提高复合材料的延展性,采用增材制造技术制备高性能钛基复合材料将会成为未来的发展趋势。

超高韧性水泥基复合材料功能梯度板接触爆炸数值模拟

超高韧性水泥基复合材料(Ultra-High Toughness Cementitious Composites,UHTCC)具有优异的韧性和吸能效果,采用UHTCC和UHPC材料制成的功能梯度板具有优越的抵抗爆炸冲击性能。为了更好地研究UHTCC材料在爆炸荷载下的损伤规律,设计出性能优良的防护结构,该文利用LS-DYNA软件对UHTCC功能梯度板接触爆炸进行了数值模拟。探讨了靶体材料、炸药量、配筋情况、能量吸收层厚度对结构抗爆性能的影响。研究结果表明,UHTCC功能梯度板可以有效减少爆炸荷载下的开坑、震塌以及靶体损伤,同时吸收更多的爆炸冲击波,从而达到优良的抗爆效果。配置拉结筋并合理设置能量吸收层厚度能有效减少靶体损伤。

填充石膏基轻质材料的冷弯型钢复合墙体受剪承载力分析

为研究填充石膏基轻质材料的冷弯型钢复合墙体受剪承载力的计算方法,对2片空腔墙体和9片填充式墙体足尺试件进行低周往复加载试验,研究墙体在水平荷载作用下的破坏模式,结果表明:空腔墙体的破坏模式为墙面板与龙骨之间的螺钉连接破坏,进而导致墙面板蒙皮作用的失效;填充式墙体的失效模式分为两种:填充材料角部的受压破坏和冷弯型钢立柱的弯曲破坏。基于上述破坏模式,考虑墙面板蒙皮作用和填充材料支撑作用的影响,根据极限平衡理论,提出基于叠加法的受剪承载力计算模型,建立受剪承载力计算公式,该模型能反映自攻螺钉连接强度、填充材料强度和冷弯型钢龙骨强度对墙体受剪承载力的影响;理论计算值与试验值的比值在0.947~1.112,结果吻合较好。

钛基梯度功能材料的复合结构研究进展

介绍了钛基梯度功能材料复合结构的概念和开发背景,回顾了近些年来在钛基梯度功能材料宏细观尺度研究方面所取得的研究成果,并对钛基梯度功能材料复合结构的发展趋势作一展望。由于这种材料中,各组分材料的体积含量在空间位置上是连续变化的,其物理性能没有突变,因而可较好地避免诸如在纤维增强复合材料中经常出现的层间应力问题或降低应力集中现象。梯度功能材料目前已被发展用来作高温环境下的结构用件,本文着重论述了钛基梯度功能材料复合结构在材料优化分析领域的研究现状及其应用前景,并提出需要进一步研究的方向。

SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料弯曲力学性能及其评价

采用三点弯曲法,对SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料的弯曲力学性能进行了研究,提出了梯度复合材料抗弯强度比R1和R2两个新的力学性能评价指标。结果表明:金属基梯度复合材料(MMGC)的弯曲力学性能与其基本组分力学性能的关系不符合ROM法则,材料的抗弯强度和最大挠度强烈地受到SiC颗粒梯度分布方式与弯曲方向的影响;当基体处于受拉侧,高SiC含量组分处于受压侧时,MMGC能充分发挥其性能优势;MMGC在受梯度应力作用下的力学性能优势和其方向性特征受到材料状态、材料宏观不均匀性和微观连续性等因素的影响;MMGC的抗弯强度比R1反映了这类材料的性能优势,而抗弯强度比R2则反映了材料的方向性能特征。

碳纤维增强C-SiC梯度基复合材料研究

采用CVI工艺均热法共沉积技术制备了碳纤维增强C－SiC梯度基复合材料。C和SiC的原料气体分别是C2H2和CH3SiCl3，Ar和H2分别是载流和稀释气体。基体微观结构的变化通过控制原料气体的成分配比获得。测试了材料的力学性能、抗氧化性能和摩擦磨损性能。利用金相技术、电子探针成分分析技术、TEM和SEM技术观察和分析了材料的微观结构。试验结果表明，这种材料的组织结构特点是：在微观上是梯度的，即围绕着纤维的基体成分连续地从碳变化到SiC；在宏观上，它属于均质的热结构复合材料。弥散在基体中的SiC起到基体改性的作用，基体壳层外边的SiC起到涂层的作用，因此它的抗氧化性能明显优于C／C材料。

用化学气相渗法制备炭纤维增强炭－碳化硅梯度基复合材料

本文叙述了用化学气相渗法（ＣＶＩ）制备炭纤维增强Ｃ—ＳｉＣ梯度基复合材料，通过改变原料气体成分配比控制基体微观结构的变化，给出各工艺参数选择的依据及控制的要声点，分析了材料微观结构。

粉浆浇注制备铁基梯度复合材料

利用粉浆浇注-熔渗法制备Fe-WC-Cu复合材料,研究球磨时间、pH值和(NaPO3)6含量对粉浆流动性的影响。利用浇注方向上等距离位置硬度的变化,定性地研究WC的分布,并用金相结果进行佐证。结果表明:球磨时间为24 h,pH值为11,(NaPO3)6含量为0.5%时,粉浆具有最好的流动性;粉末装载量(质量分数)为75%时,样品具有最高的生坯密度;WC沿粉末沉降方向呈现明显的梯度分布,重力场和Clogging效应引起的颗粒偏析是导致梯度分布的原因;加入(NaPO3)6能提高浆料稳定性,阻止WC梯度的形成。

炭纤维增强C—SiC梯度基复合材料的结构与性能

对梯度基复合材料的力学性能,抗氧化性能,摩擦性能进行全面的测试与评价,分析微观结构与性能之间的关系。梯度基复合材料具有与C/C材料相当的力学性能和相似的断裂行为;它的抗氧化性能明显好于C/C材料;摩擦实验表明,C/C仍是最好的摩擦材料。

新型实用微波吸收水泥基复合墙体材料的研究

研究了保持结构整体性和力学性能的微波吸收水泥基复合墙体材料设计与制备问题。以获得既保证墙体材料完整性和力学性能、又具有良好的微波吸收性能的材料为目标,以方便施工、成本低廉为原则,设计了以纳米碳黑为吸收剂的新型水泥基墙体材料,采用适于建筑工程的程序成功制备了材料样品。测试结果表明,制得的水泥基复合墙体材料在8～18GHz的频段内吸收能力为7.5～17dB,在18～26.5GHz频段吸收能力为10～15dB。

植物纤维增强生土基复合材料的性能研究

以化学改性的生土基材料为基础,研究了不同植物纤维物理改性对生土材料制品力学性能和耐久性能的影响,并从结构上分析了其强度增减原因。研究结果表明,复合物理改性能提高改性效果。

新型石膏基墙体复合材料研究

研制出一种轻质、隔热等多功能新型墙体复合材料。该材料以聚苯乙烯泡沫塑料为轻集料,石膏为基体,通过加入自制的表面活性剂N解决了无机、有机材料界面的粘结强度低及轻集料上浮的问题,采用二次搅拌工艺浇注成型。该材料具有较好的力学性能和保温、耐火的性能,是一种有良好发展、应用前景广泛的新型建筑墙体复合材料。

层状梯度结构SiC颗粒增强铝基复合材料的损伤分析

通过对不同层深的 Si C颗粒增强复合材料的损伤过程分析发现其损伤过程分为三个阶段 :高速率线性阶段、低速率平缓阶段及损伤加速阶段。