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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

国内外高聚物基复合材料阻尼特性研究动态

综合讨论了国内外高聚物基复合材料阻尼特性的研究现状,重点介绍了聚合物组分、交联度、填料和阻尼材料使用条件对阻尼材料性能的相关性、高聚物基复合材料的阻尼机理及提高高聚物基复合材料阻尼的措施,并展望了高聚物阻尼在胶粘剂领域的应用前景。

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。

梯度结构铜钨基碳化物复合材料的制备及其高温压缩性能

通过熔渗烧结法制备CuW80合金,然后在1 250℃下渗碳4h制备梯度结构铜钨基碳化物复合材料;利用材料试验机对渗碳前后合金进行了不同温度下的压缩试验,采用扫描电镜对其组织及压缩断口进行了观察,研究了温度对复合材料压缩性能的影响规律,并分析其失效机理。结果表明:复合材料的表面形成了约70μm厚的渗碳层,表面硬度较CuW80合金的提高了约95.1%;复合材料在室温压缩过程中存在明显的加工硬化现象,随温度升高,加工硬化作用逐渐减弱;抗压强度和压缩率随温度升高而降低,复合材料的压缩性能均优于CuW80合金的;随温度升高,复合材料断口形貌由以韧窝为主逐渐变成以塑性孔洞为主,压缩断裂方式是韧脆混合断裂。

陶瓷纤维增强梯度铝基复合材料研究

采用挤压铸造法制造陶瓷纤维增强梯度铝基复合材料 ,通过观察其金相组织、测试其热学性能 ,并对梯度复合材料活塞顶的温度分布及隔热效果进行了计算。结果表明 ,采用挤压铸造法制造出的梯度铝基复合材料 ,梯度层间纤维分布逐渐过渡无分层现象 ;

梯度铝基复合材料层间结合强度研究

陶瓷梯度增强铝基复合材料是大功率发动机活塞理想增强材料。本文采用挤压铸造法制造出梯度复合材料 ,对其显微组织进行了观察 ;对梯度层间结合强度进行了测定。试验结果可为复合材料活塞的结构设计提供参考。

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。

聚合物基导电复合材料的导电机理

本文对炭黑填充聚合物和金属填充聚合物的导电特性和影响导电性能的因素进行了综述。简要地介绍蒙特卡罗统计方法、凝胶化理论。

聚合物基纤维纳米复合材料研究

以纳米粒子SiO_(2-x)、高强玻璃纤维(S-GF)作为增强材料,分别以环氧树脂CYD-128和4,4'-二氨基二苯基砜(D-DS)作为基体,制备了聚合物基纤维纳米复合材料,测试了预浸料及复合材料的性能。结果表明,S-GF、SiO_(2-x)/CYD-128/DDS与S-GF/CYD-128/DDS两种体系预浸料性能相似,但SiO_(2-x)纳米粒子的加入,使复合材料的各项性能提高。

聚合物基纳米复合材料研究的进展

本文简单介绍了聚合物基纳米复合材料的类型 ,总结了聚合物基纳米复合材料的制备方法、所制备材料的性能及应用情况 ,并对纳米复合高聚物的发展前途进行了展望。

梯度复合材料活塞的挤压铸造研究

陶瓷梯度增强铝基复合材料是发动机活塞的理想增强材料。采用挤压铸造法制造出梯度复合材料活塞,对梯度 复合材料的层间结合的显微组织进行了观察,发现复合材料之间、复合材料与基体之间的结合情况非常令人满意。采用 ANSYS有限元分析软件,对梯度复合材料活塞的隔热效果进行了分析,分析结果显示隔热度提高了8.7％。