梯度层对铜基复合材料摩擦学性能的影响

采用粉末冶金方法制备均质石墨−铜复合材料(10%C/Cu,质量分数)和2层梯度石墨−铜复合材料(7%C/Cu-10%C/Cu),研究梯度层对石墨−铜复合材料物理性能和摩擦学性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行分析。研究结果表明:梯度复合材料的致密度和导电性相比于均质复合材料都得到了显著提升。在法向载荷为24、26和30 N时,梯度复合材料的磨损率相比于均质复合材料分别降低了8.24%、12.10%和11.30%;梯度材料和均质材料的平均摩擦因数和磨损率均随载荷的增加而升高;梯度复合材料的磨痕深度、宽度和材料挤出高度都比均质复合材料的小,且均随载荷的增加而增大。2种复合材料的磨损机制主要以磨粒磨损为主,氧化磨损和黏着磨损为辅。

石墨烯材料在柔性传感器中的应用研究

石墨烯作为极具潜力的二维碳纳米材料,因其独特的物理化学特性而备受关注,在很多领域展现了极大的价值。石墨烯的衍生物氧化石墨烯由于其超大的比表面积、大量的官能团和丰富的活性位点,在传感检测领域具有极大的优势。文中主要介绍了氧化石墨烯在柔性传感器领域的应用,包括应变传感器、气敏传感器、湿敏传感器、生物传感器等,分析了目前存在的问题,并对其应用前景进行了展望。

炭材料用基体前驱体沥青的改性研究

首次以二乙烯基苯为交联剂 ,在酸性催化剂的作用下对煤沥青进行了改性研究 ,同时对改性后的煤沥青进行显微结构和耐热性分析。研究结果表明 :改性后的煤沥青不仅出现大量的中间相小球 ,而且耐热性优良 ,可作为炭材料优质的基体前驱体。

脉冲FCVI制备炭/炭复合材料的微观结构及力学性能

采用脉冲强制流动热梯度化学气相渗透（IFCVI）法制备了毡基炭／炭复合材料。借助偏光显微镜及扫描电子显微镜观察了基体热解炭的微观组织结构及断口形貌特征；用弯曲实验测定了材料的力学性能。结果表明：采用脉冲FCVI，经1000℃～1250℃，100h致密化，2300℃热处理后，炭／炭复合材料的密度可达1．7g／cm^3，弯曲强度为125．4MPa，挠度为0．61mm。该工艺致密化速率快，所制备材料的密度分布均匀、力学性能好。研究表明，温度是影响材料组织结构的主要因素，高温条件下有利于粗糙层热解炭组织的生成，而低温有利于光滑层热解炭组织的生成，一般因沉积环境复杂多变，常得到混合型组织。

功能梯度材料的研究动态

功能梯度材料是一种新型复合材料，它的两侧由不同性能的材料组成，而中间部分的结构是以原子、分子级连续变化，从而消除了不同材料结合的性能不匹配因素。本文介绍了功能梯度材料的概念和开发背景，着重论述了功能梯度材料在材料设计、制备和性能评价方面的研究现状及其应用前景。

共聚物水凝胶接触镜材料的研究

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)以及甲基丙烯酸酯共聚,制备水凝胶接触镜材料,并研究了该水凝胶的溶胀性能。实验发现,不添加交联剂的情况下,共聚产物即可形成具有交联结构的水凝胶;随NVP含量的增大,水凝胶的平衡溶胀度也增大;少量甲基丙烯酸酯的加入,可较小幅度地降低共聚物水凝胶的平衡溶胀度;TG分析表明,NVP与HEMA二元共聚物水凝胶中的自由水容易脱水,而添加甲基丙烯酸酯可增强水凝胶的抗脱水性能,以甲基丙烯酸乙酯较为明显。

采用Z-Pin增强体的3D炭/炭复合材料层间断裂行为(英文)

采用炭纤维平纹织物和精细Z pin制备了新型3D炭纤维预制件,炭基体采用等温化学气相沉积和高温煤沥青高压浸渍炭化制备。短梁剪切试验和开口拉剪试验用来表征Z pin增强体对剪切破坏模式的影响。短梁剪切失效模式为假塑性,而拉剪失效模式为非假塑性破坏。分析了产生此现象的机制,短梁剪切假塑性失效由炭/炭复合材料叠层中纤维束内、纤维束间和叠层间微裂纹扩展形成,而产生拉剪失效的单一层间裂纹扩展不引起宏观假塑性现象。采用Z pin作为提高层间剪切强度的增强体间隔1.5mm比间隔2.5mm可提高剪切强度40%～50%,该技术将成为3D炭/炭复合材料预制体制备更为先进的技术。

表面硅化对C/C复合材料组织结构的影响

采用表面固相渗硅工艺在C/C复合材料表面制备SiC涂层 ,研究了制备工艺对涂层和C/C复合材料组织结构的影响。结果表明 :硅化反应时间对C/C复合材料的SiC涂层厚度影响不大 ;C/C复合材料组织中热解碳基体与碳纤维相比 ,更易与Si反应生成SiC ,说明碳纤维的稳定性高于热解碳 ,Si通过界面和材料缺陷扩散深入基体内部。

高温处理对液相气化沉积碳/碳复合材料微观组织结构及力学性能的影响

对用快速液相气化法制备的碳 /碳复合材料进行了石墨化处理 ;用 X-ray衍射技术和扫描电子显微镜对高温处理前后材料的微观组织结构及断口形貌进行了研究观察 ;分析了影响石墨化前后微观结构、力学性能变化及断裂失效模式的因素及机理。结果表明 :经石墨化处理后 ,d0 0 2 值降低 ,Lc 值升高 ,弯曲强度σf大幅度降低 ,层间剪切强度 ILSS升高 ,但随热处理温度提高 。

炭/炭复合材料表面等离子喷涂钨涂层结构与性能研究

采用等离子喷涂工艺在炭 /炭复合材料表面喷涂成型了 0 .8～ 1mm厚的钨涂层和含有 0 .0 3～ 0 .0 8mm钽中间涂层的钨涂层。SEM和金相显微镜分析表明 :涂层与基体之间结合良好 ,涂层组织致密 ,孔隙较小。涂层剪切强度 5～ 8MPa ,压缩强度大于 10 0MPa ,相关分析表明试样破坏首先发生在基体材料内部。

室温碱处理对苎麻纤维及其复合材料性能的影响

以苎麻纤维为增强相 ,酚醛为基体 ,研制短纤维增强复合材料 ,对苎麻在碱处理下的复合材料力学性能进行了测试和分析 ,并对断口进行扫描电镜观察。结果发现 :室温碱处理使苎麻纤维溶胀提高纤维的拉伸强度、拉伸模量和韧性 ,改善与酚醛树脂的界面结合 ,提高复合材料的力学性能。碱处理可溶胀纤维增大纤维孔腔 ,有利于填入其他材料使纤维成为复合纤维。

炭材料惰性涂层方法分析

主要探讨炭材料惰性涂层和抗氧化涂层方法，分析了常用的包埋法、化学气相沉积、等离子喷涂法等三种方法的特点，着重分析了溶胶凝胶法、电化学、电子束喷涂等新方法在炭材料惰性涂层制备方面的可行性，认为涂层应该根据最终用途、使用环境、高的性能／价格比选择合适的涂层物质类型和方法。目前最有发展前途的是电子束喷涂涂层和 Ｃ Ｖ Ｄ 涂层。

压电变压器用陶瓷材料的成分设计

根据压电变压器对陶瓷材料的性能要求,以三元系压电陶瓷为重点,分别从准同型相界MPB组成,复相陶瓷制备技术,“硬性”掺杂,过渡液相烧结等方面分析和讨论了提高压电陶瓷机械品质因数Qm,电学品质因数Q e(1/tgδ)和机电耦合系数kP,改善谐振频率温度稳定性以及降低烧结温度的可能性和途径,提出了适用于压电变压器的多元系压电陶瓷的成分选择与设计规则。

稀土高分子材料助剂开发研究进展

最近30年的研究已显示稀土化合物在改进高分子材料加工和应用性能以及赋予高分子材料新功能等方面均具有独特的功效。本文综述了稀土高分子材料助剂的开发和研究进展。

实物逆向工程中的关键技术及其最新发展

逆向工程是将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重构技术和产品制造技术的总称。在各工业领域有广泛的应用。总结了逆向工程中的数据获取、数据预处理、曲面重建等主要技术,分析了一些比较典型的方法,并就其在国内、外最新的研究进展进行了介绍。

PMN-PZN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

采用传统的氧化物混合烧结工艺制备了Pb(Mn1/3Nb2/3)x(Zn1/3Nb2/3)y(ZrzTi1z)1xyO3四元系压电陶瓷材料。研究了成分及预烧温度对该四元系材料组织结构与性能的影响规律。研究结果表明:随着Pb(Mn1/3Nb2/3)O3含量的增多,陶瓷的相结构由四方相转变为三方相,准同型相界位于0.025 PMN～0.075 PMN之间,且Pb(Mn1/3Nb2/3)O3增加至7.5 %(摩尔分数),可以同时提高机电耦合系数kp和机械品质因数Qm,使kp达到0.575,Qm达到1 621;提高预烧温度可以改善陶瓷的烧结特性,同时可以改善陶瓷的介电、压电性能。

Ni/Al_2O_3催化制备碳/碳复合材料研究

提出了催化化学气相渗透(CCVI)法制备碳/碳复合材料的新工艺,即在针刺碳布预制体中添加3.5%～4%Ni/Al2O3负载型金属催化剂,以丙烯作碳源气体,在750～900℃下,经过100h的沉积,碳/碳复合材料的密度达到1.68 g/cm3.该材料经高温处理后,氧化失重率低、氧化起始温度高.应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和偏光显微镜(PLM)观察了基体碳的形貌,初步探讨了催化沉积碳和抗氧化机理.

基于金相组织的SiC_P/Al复合材料变形损伤模拟研究

采用试验研究与数值模拟相结合的方法,对SiC_P/Al复合材料的变形损伤进行研究,基于ABAQUS软件的二次开发功能对材料变形过程中的应力状态参数(应力三轴度、柔度系数和Lode参数)进行可视化输出,分析其微观损伤特征。通过试验发现复合材料中轴比较大的颗粒更易断裂,而轴比较小的颗粒倾向于发生界面脱粘,这些是形成裂纹的起源。模拟后发现在颗粒尖角区域及颗粒的聚集处,应力应变通常达到最大值,出现明显应力集中,而且在这些区域的应力状态参数往往也达到峰值,易于微裂纹萌生和扩展。

Ni/SiO_2催化制备炭/炭复合材料研究

利用常规化学气相渗透工艺,在针刺炭布预制体中添加3.5%～4.0%Ni/SiO2负载型金属催化剂,以丙烯作碳源气体,在750～900℃下,经过100h的沉积,炭/炭(C/C)复合材料的密度达到1.65g/cm3,其催化沉积炭的速率比不含催化剂时提高了3倍以上。该材料经高温处理后,氧化失重率低,氧化起始温度高。应用扫描电镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)和光学显微镜观察了基体炭的形貌,分析了催化沉积炭和抗氧化机理。实验结果证明,用该催化化学气相渗透法制备C/C复合材料,周期短,成本低,抗氧化性能好。

TiNb纤维强韧化TiAl基复合材料高温拉伸性能的研究

采用粉末冶金法和 1 2 50℃、2 0 MPa× 2 .5h热压工艺制备 Ti Nb纤维强韧化 Ti- 48Al- 2 Cr- 2 Nb( TACN)基复合材料。测试了复合材料的高温拉伸性能。结果表明 ,复合材料的高温性能优于基体。使用这种工艺制备的复合材料界面由全片层组织构成 ,纤维和基体的结合状态良好 ,纤维损伤比例较小 ,说明此工艺是制备 TACN复合材料的有效方法。