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耐高温树脂及其复合材料性能研究

耐高温树脂及其复合材料性能研究

摘要：针对固体火箭发动机复杂管路一体化成型工艺技术要求，进行了TDS 型苯并噁嗪树脂的粘度、热重曲线、流变性能以及复合材料的力学性能测试，得到了TDS 型苯并噁嗪在注胶温度下粘度小于0.3 Pa.s，工艺窗口大于6 h，该树脂在800 ℃氮气气氛下，残碳率为55.6%，也获得了复合材料的拉伸强度、压缩强度、压缩模量、弯曲强度和层间剪切强度等参数。研究结果表明：TDS 型苯并噁嗪耐高温树脂初步满足了固体火箭发动机复杂管路一体化成型工艺技术要求。
复合 2024年11月28日
陶瓷基复合材料可磨耗环境障涂层制备及性能

陶瓷基复合材料可磨耗环境障涂层制备及性能

摘要：随着碳化硅陶瓷基复材制备的涡轮外环的逐步应用，与其匹配的可磨耗涂层技术需求迫切。本工作采用大气等离子喷涂技术，制备4 层结构的BSAS（Ba0.75Sr0.25Al2Si2O8）-聚酯基可磨耗环境障涂层（A/EBCs），探究工艺参数对可磨耗面层孔隙率的影响规律以及涂层在1300 ℃ 下的相结构和组织演变。利用X 射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、透射电镜（TEM）对涂层相结构、微观组织及成分进行分析表征。结果表明：BSAS-聚酯基可磨耗面层的孔隙率为26.4%～36.8%，BSAS-聚酯粒子温度敏感的参量是主气（氩气）流量、辅气（氢气）流量和喷涂距离，速度敏感的参量是主气（氩气）流量；其中主气（氩气）流量同时对BSAS-聚酯的粒子温度和速度具有反向影响作用。该可磨耗面层在1300 ℃ 高温氧化300 h 保持单斜相结构，组织和成分稳定，局部析出球状非晶氧化硅颗粒。采用高温高速刮削实验对涂层可磨耗性能进行评价，涂层表面发现纳米高温合金微粒黏附，叶片高度磨损比（IDR）为20%，达到可磨耗封严涂层使用要求。
复合 2024年11月18日
Al-Mg-MnS复合材料的制备及性能

Al-Mg-MnS复合材料的制备及性能

摘要:自润滑铝基复合材料有着密度小、比强度高、导电导热性好、热膨胀系数低、价格便宜等诸多优点.因此在航空航天、国防军工以及诸多民用领域都有着广阔的应用前景.在对Al-MnS复合材料的研究过程中,发现MnS与铝基体的界面存在润湿性较差的问题.因此,为了解决MnS颗粒与铝基体之间的界面结合问题,基于Mg元素在铝基体中具有较高的固溶度,在Al-MnS复合材料中加入Mg元素,采用粉末冶金方法制备Al-Mg-MnS复合材料.讨论了不同Mg元素含量对复合材料微观组织、力电性能、摩擦磨损性能的影响,并对润滑机理进行分析.结果表明:烧结过程中,Mg元素能显著改善复合材料的界面结合强度,进一步提高了复合材料的耐磨性能;当Mg元素含量为5%时复合材料的综合性能最优,抗拉强度为338MPa,延伸率为10.9%;少量Mg元素的加入并不影响材料的导电率,可以获得综合性能优异的Al-Mg-MnS复合材料.
复合 2025年04月07日
碳纤维/聚合物复合材料热导率近十年研究进展

碳纤维/聚合物复合材料热导率近十年研究进展

摘要 ：本文综述了过去十年间在提升碳纤维增强聚合物(CFRP) 复合材料热导性能方面取得的进展。具体从聚合物复合材料的导热原理入手，重点分析了碳纤维(CFs) 自身对CFRP 复合材料热导率的影响，包括含量、长度、取向等。此外，综述了提升CFRP 复合材料热导率的4 种方法，包括CFs 表面改性、CFs 定向处理、加入导热填料及构建三维连续导热通道等策略对改善CFRP 复合材料热导率的作用。最后进行了展望，将CFs 同向排列并与多种形状尺寸的高热导率填料耦合构建连续的导热通道，制备低负载填料、高热导率的CFRP 复合材料将成为未来的研究方向，为下一代导热材料的开发和优化提供指导。
复合 2024年11月01日
陶瓷增强石墨复合材料研究进展

陶瓷增强石墨复合材料研究进展

摘要：石墨具有高导热、耐高温、耐热冲击和抗辐照等优异性能，可广泛应用于航空航天、电力电子和能源化工等领域。然而石墨较低的力学性能、较差的抗氧化性能、垂直石墨片层方向的高热膨胀和难以与其他材料相连接等问题限制了其进一步应用。采用高强度、抗氧化、低热膨 胀系数的陶瓷作为增强相与石墨基体相复合，制备出陶瓷/石墨复合材料，有望解决上述问题。然而大量研究表明，陶瓷与石墨的微观结构复合方式对于改善石墨基体的性能至关重要。本文从陶瓷/石墨复合材料的微观结构设计制备及性能研究方面，综述了近年来不同种类的弥散陶瓷 增强和连续陶瓷增强的石墨复合材料的结构特点、制备工艺、综合性能和应用现状，并展望了未来陶瓷增强石墨复合材料的发展方向。
复合 2025年03月20日
电化学储能及传感用细菌纤维素及其复合材料的研究进展

电化学储能及传感用细菌纤维素及其复合材料的研究进展

摘要：细菌纤维素(Bacterial cellulose，BC) 来源丰富，是一种绿色环保的可再生材料。BC 具有优异的物理化学特性，是具有多样性应用潜力的生物聚合物材料，随着能源和生态环境的持续恶化，对于开发先进储能技术亟待实现，BC 在电化学储能、传感及能源转换领域展现出广阔的应用前景，受到诸多关注。本文对BC 做了简要介绍，以BC 及其复合材料在电化学储能及传感领域的种类、不同处理及改性手段对BC 结构与性能的影响为线索，系统地对BC 在电化学储能及传感领域的应用进展进行了概述，对其在新型电子器件及能源转换领域的发展也有所涉及，最后对BC 在电化学储能及传感材料的研究进展及发展方向进行了总结和展望。
复合 2024年10月24日
金刚石粒度和含量对自蔓延高温合成NiAl结合金刚石复合材料性能的影响

金刚石粒度和含量对自蔓延高温合成NiAl结合金刚石复合材料性能的影响

摘要: 以Ni粉、Al粉、金刚石为原料,采用自蔓延高温合成法制备了NiAl结合金刚石复合材料,研究了金刚石的粒度和含量对Ni-Al 体系燃烧温度和燃烧波蔓延速度的影响以及对复合材料性能的影响。结果表明:金刚石降低了Ni-Al体系的燃烧温度和燃烧波蔓延速度,并提高NiAl基体的抗压强度和维氏硬度。但随着金刚石含量的增加,复合材料的力学性能有所下降,NiAl峰升高,Ni3Al峰下降。随着金刚石的粒度降低,Ni-Al体系的燃烧温度先降低后升高,燃烧波蔓延速度则是先增大后减小,复合材料的抗压强度先升高后降低,维氏硬度降低,Ni3Al 峰先升高后降低,NiAl和Ni峰则是先降低后升高。当金刚石含量为10mass%、粒度为150~180μm 时,复合材料的综合性能最佳,体积密度为3.28g/cm3,抗压强度为92.0MPa,维氏硬度为122.06HV,Ni3Al峰达到最高。
复合 2024年06月26日
碳纳米管/氧化锌协同增强碳纤维复合材料的电磁屏蔽性能

碳纳米管/氧化锌协同增强碳纤维复合材料的电磁屏蔽性能

摘要:在碳纤维上原位生长氧化锌纳米线、沉积碳纳米管薄膜，经叠层铺设和真空辅助树脂浸渍成型制备出叠层混杂碳纤维/环氧树脂复合材料，表征其微观结构并系统地研究了这种材料的电导率和电磁屏蔽性能。结果表明，这种复合材料(厚度为2 mm)在8.2~12.4GHz波段的电磁屏蔽效能达到50 dB，比碳纤维复合材料提高了51.52%。这种材料的优异性能，可归因于氧化锌纳米线的高效介电损耗、连续碳纳米管薄膜的高导电性、层间多组元界面的多重反射和高效吸收损耗。
复合 2024年05月22日
碳纤维增强聚合物复合材料水导激光切割损伤机理研究

碳纤维增强聚合物复合材料水导激光切割损伤机理研究

摘要：碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料在水导激光加工后，切缝表面和横截面存在热损伤，这些损伤是影响材料力学性能、降低材料服役性能的重要因素。针对该问题，采用试验方法分析了加工参数对沟槽几何形貌和表面形貌的影响规律，研究了沟槽表面和横截面的热损伤形成机理。研究结果表明：高激光功率、低脉冲频率和低切割速度可有效增大沟槽深度；激光与材料的相互作用和水射流的冲刷作用是形成沟槽表面热损伤的主要原因。在2mm厚CFRP切割试验中发现：横截面热影响区宽度与纤维排布方向有关，0°碳纤维热影响区宽度最大，45°和135°碳纤维热影响区宽度次之且宽度相近，90°碳纤维热影响宽度最小；另外，提高水射流速度有利于抑制热影响区的扩展，水射流速度由80m/s提高至120m/s，最大热影响宽度缩小35.7%。
复合 2024年09月30日
面向零碳制冷与热泵的电卡复合材料及柔性制冷器件

面向零碳制冷与热泵的电卡复合材料及柔性制冷器件

摘要：电卡效应是一种新型凝聚态制冷效应，其来源于极性材料的电致相变导致的偶极有序度的可逆调控。由于使用电容型场效应（无载流子输运），电卡制冷循环能量可逆性好、介电损耗低，在单次极化-退极化循环中材料能量回复效率接近85%。因此，电卡制冷器件具有理论能效高、制冷功率密度大、器件集成度高、易维护、噪音低和尺寸缩放可控等优点。同时，由于其直接使用电能作为驱动，无需压缩机、永磁体等触发二次能量转换，能更方便地与民用、商用环境结合。综合各项指标，电卡效应具有的潜在技术优势不容忽视，被国际上多个组织认为有望成为一种大规模应用的替代制冷方式。然而，目前电卡制冷系统所使用的各类单相材料各自存在难以突破的缺陷。为了结合不同体系材料的优势，设计并制备复合材料是领域内重要的研究方向。综述电卡制冷复合材料的发展与其在柔性制冷/热泵系统中的应用，并展望电卡固态热管理技术在一揽子零碳技术中的未来发展方向与潜力。
复合 2024年05月14日