超高温抗氧化复合材料研究进展

超高温抗氧化材料技术是制约新一代可重复使用液体火箭发动机技术发展的一项重要关键技术．为此国外近年来大力发展超高温(2200～3000℃)抗氧化材料技术。综述了国外新一代可重复使用液体火箭发动机用超高温抗氧化材料的研究进展,主要包括难熔金属及合金、难熔陶瓷材料、难熔碳化物、难熔硼化物和抗氧化C／C复合材料。最后指出了超高温抗氧化材料技术的研究方向。     

旋转火箭-发射装置系统的柔性效应研究

对于大长细比的旋转火箭，研究发射过程中火箭弹和发射装置的耦合振动，分析火箭、发射管和定心部的结构柔性对其运动姿态的影响，并讨论了当前定心部滑离轨道时的系统撞击动力响应，为火箭姿态控制和新型发射装置的设计提供了有益的参考。     

新型耐高温树脂基减摩复合材料及纳米固体润滑剂的制备与应用

综述了近年来国内外几种新型耐高温树脂基减摩复合材料和几种新型纳米固体润滑剂,介绍了它们的性质、制备方法、应用以及树脂基减摩复合材料的减摩机理,分析了耐高温树脂基减摩复合材料存在的问题,并提出了今后的发展方向.     

金属间化合物基叠层复合材料研究进展

金属间化合物基叠层复合材料是受自然界中贝壳结构的启发而设计的一种新型高温结构材料.概述了几种不同体系的金属间化合物基叠层复合材料的国内外研究现状,发现大多数的金属间化合物基叠层复合材料是以金属间化合物作为基体,以金属作为夹层来改善金属间化合物的脆性问题的.此外还对其制备工艺进行了归纳和评述,并对这类新型叠层复合材料的许多不足和发展趋势提出了初步的想法.     

织物结构对复合材料力学性能影响的试验研究

为探讨不同结构形式织物对复合材料力学性能的影响及其损伤破坏机制之间的差异,通过宏观拉压试验,研究了经编及平纹碳纤维织物增强树脂基复合材料的拉伸及压缩力学性能,并利用声发射对试验过程进行实时监测,对破坏后的断口进行显微镜观察分析,分别给出了两种材料的拉伸和压缩破坏机制.研究结果表明:织物结构形式对复合材料的力学性能有较大影响,与经编织物复合材料相比,平纹织物复合材料的拉伸、压缩强度均较低,且其拉伸、压缩破坏试样的断口相对齐平,分层现象不明显;根据声发射监测结果可以判定两种复合材料损伤过程中的损伤类型,与经编织物相比,平纹织物复合材料拉/压过程中的声发射电压信号相对稳定且整体强度较低.     

聚合物基磁致伸缩复合材料的研究进展

聚合物基磁致伸缩复合材料是一种新型的功能材料.综述了近年来有关聚合物基磁致伸缩复合材料的研究情况,介绍了磁致伸缩机理、传统的磁致伸缩材料的特点,以及聚合物基磁致伸缩复合材料的产生,总结了聚合物基磁致伸缩复合材料的性能影响因素、制备工艺和应用情况,提出了今后聚合物基磁致伸缩复合材料的研究方向.     

聚合物基纳米复合材料的研究进展

对聚合物基纳米复合材料的研究进展进行了介绍,报道了有关聚合物基纳米复合材料制备方法的研究进展情况,并分别对聚合物/粘土纳米复合材料、环氧树脂基纳米复合材料、聚酯纳米复合材料、聚合物/碳纳米管纳米复合材料的研究发展情况给予了评述,同时对每种体系特点和存在的问题进行了论述,最后着重指出纳米复合材料制备方法、应用以及开发新的聚合物基纳米复合体系是今后的主要研究方向.     

定向金属氮化法制备AlN/Al陶瓷基复合材料研究进展

介绍了氮化铝的结构和性能,并回顾了国内外采用定向金属氮化法制备AlN/Al陶瓷基复合材料的研究成果,详细探讨了合金成分和预形体对AlN/Al陶瓷基复合材料显微结构和生长的影响.指出工艺和显微结构优化、新型复合材料开发是定向金属氮化法制备AlN陶瓷材料的发展方向.     

纤维增强热塑性树脂基复合材料界面研究进展

纤维增强热塑性树脂基复合材料具有优良的耐化学药品性、生产周期短、可二次加工等特点,克服了热固性树脂基复合材料韧性差,断裂延伸率低,易发生早期应力开裂等缺点,可在使用环境苛刻,承载能力要求高的场合得到应用.本文从复合材料界面设计思想入手,评述了纤维/热塑性复合材料界面的最新研究进展,并结合剪滞法对微复合材料的界面测试方法进行了分析讨论.     

先进复合材料:过去、现在和将来

本文简要回顾了先进复合材料的发展历史。重点评述了聚合物基、金属基、陶瓷基和碳/碳复合材料的最新进展和现状。并对各类先进复合材料的未来进行了展望。     

碳纤维对工程结构加固的试验研究

碳纤维及其复合材料是伴随着军工事业的发展而成长起来的新型材料,碳纤维布由于其高强、轻质、耐腐蚀等优点而广泛用于结构加固中,与其它加固方法相比,碳纤维布加固具有易于施工、工效高、造价低且耐腐蚀等优点.本文在总结前人工作基础上,研制了用于碳纤维布加固的GF结构胶,并测试了其物理力学性能;通过试验研究了碳纤维布加固梁在荷载作用下的挠度、强度、裂缝展开情况及破坏模式.试验结果表明,经过碳纤维布加固的梁,其承载能力和刚度均较未加固梁有较大幅度的增加,采用碳纤维布加固对裂缝的开展有明显的约束效果.     

纤维金属层板制备成形的研究现状及发展趋势

随着航空航天和汽车等结构领域对轻量化的要求越来越高,纤维金属层板作为一种新型混杂复合材料得到广泛的关注。综述了纤维金属层板的最新研究进展,主要对纤维金属层板进行了3种不同类型的分类,并对其在飞机和汽车上的应用做了分析,介绍了纤维金属层板制备成形的国内外研究现状,以及针对纤维增强树脂体系的不同而采用的纤维金属层板的2种成形制备工艺:层压固化制备工艺(包括滚弯成形、喷丸成形)和金属塑性成形工艺(冲压成形、充液成形等),最后对纤维金属层板的特性及其在未来航空航天和汽车制造上的生产应用进行了展望。     

钢管钢纤维高强混凝土抗冲击压缩性能的试验研究与数值模拟

遮弹层的建成及优化对防护工程的发展尤为重要。钢管钢纤维高强混凝土蜂窝遮弹层是一种具有高强抗力的新型遮弹层,文章对其组成构件钢管钢纤维高强混凝土进行霍普金森压杆(SHPB)动态力学性能试验,并借助动力有限元分析软件LSDYNA进行数值模拟。冲击压缩试验中,试件的钢纤维掺量分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%,钢管壁厚分别为2mm、3mm。结果表明钢管钢纤维高强混凝土具有应变率强化效应,应变率越高,试件的动态抗压强度越大。当气压为1.0 MPa时,壁厚3mm、钢纤维掺量1.5%的试件强度达258.3 MPa。与钢纤维高强混凝土相比,钢管钢纤维高强混凝土的抗冲击压缩性能更好,动态抗压强度最大增幅达35.4%,且具备承受多次冲击压缩作用的能力。数值模拟与试验结果吻合度高,表明数值模拟方法具有可行性。     

Flexural behavior of geopolymer composites reinforced with steel and polypropylene macro fibers

Like ordinary Portland cement concrete, the matrix brittleness in geopolymer composites can be reduced by introducing appropriate fiber reinforcement. Several studies on fiber reinforced geopolymer composites are available, however there is still a gap to understand and optimize their performance. This paper presents the flexural behavior of fly ash-based geopolymer composites reinforced with different types of macro steel and polypropylene fibers with higher aspect ratio. Three types (length-deformed, end-deformed and straight) of steel fibers and another type of length-deformed polypropylene fiber with optimum fiber volume fraction of 0.5% are studied. The effects of different geometries of the fibers, curing regimes (ambient cured and heat cured at 60 °C for 24 h) and concentration of NaOH activator (10 M and 12 M) on the first peak strength, modulus of rupture and toughness of the geopolymer composites are investigated. The quantitative effect of fiber geometry on geopolymer composite performance was also analyzed through a fiber deformation ratio. The compressive strength, splitting tensile strength and flexural toughness are significantly improved with macro fibers reinforcement and heat curing. The results also show that heat curing increases the first peak load of all fiber-reinforced geopolymers composites. End-deformed steel fibers exhibit the most ductile flexural response compared to other steel fibers in both heat and ambient-cured fiber reinforced geopolymer composites.     

陶瓷纤维增强SiO2气凝胶复合材料面内拉伸非均匀全场应变测量与分析

通过设计圆弧边缘夹持方案和狗骨形拉伸试样,开展了陶瓷纤维增强SiO₂气凝胶复合材料室温环境中的面内拉伸性能试验,采用数字图像相关方法对陶瓷纤维增强SiO₂气凝胶复合材料表面的全场变形进行测量和分析,并结合获得的非均匀应变分布情况进一步讨论其力学行为特征和变形断裂机制。结果表明:纤维增强增韧机制使陶瓷纤维增强SiO₂气凝胶复合材料的面内拉伸行为表现出一定的非线性及韧性特征;在一定载荷水平下,陶瓷纤维增强SiO₂气凝胶复合材料表面应变分布呈显著的非均匀特征,与内部随机的纤维排布及各处传力情况不同相关,可选择较大计算区域进行平均化处理来减弱对测试中应变度量的影响;在加载和断裂过程中陶瓷纤维增强SiO₂气凝胶复合材料表面存在局部应变集中现象,并随着裂纹扩展而发生演变,面内拉伸载荷下的宏观断口呈锯齿状特征,主要由剪应力主导的基体断裂、法向针刺对纤维铺层的约束等原因所致。本文研究结果为隔热复合材料的强韧化性能提高指明了方向。      

车用天然纤维增强复合材料吸声和热性能研究

以剑麻、苎麻和红麻三种天然纤维增强热固性基体复合材料为研究对象,通过树脂传递模塑(RTM)法和热压成型法制备复合材料,利用吸声测试系统测试了各材料的吸声系数,并依据准稳态法用自制导热系数测量装置测量了各材料的导热系数,进而对比分析了各材料吸声性能与热性能的差异。结果表明,天然纤维增强复合材料和结构的吸声性能及热性能优越,可有效地提高汽车的舒适性,具有较好的应用前景。     

碳纤维/环氧树脂复合材料高速冲击性能

采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备碳纤维/环氧树脂复合材料,通过空气炮冲击实验研究树脂韧性和碳纤维类型对复合材料抗高速冲击性能的影响,并对高速冲击后的试样进行压缩性能测试,研究高速冲击损伤对复合材料剩余压缩性能的影响。结果表明:树脂的韧性可以降低复合材料遭受高速冲击时的内部损伤程度,大幅提高复合材料的抗高速冲击性能和冲击后剩余压缩性能;T700S碳纤维增强复合材料抗高速冲击性能优于T800H碳纤维增强复合材料;复合材料的破坏模式与冲击速率有关,冲击速率较低时,复合材料弹击面出现圆形凹坑,背弹面出现鼓包;冲击速率较高时,复合材料弹击面出现圆形通孔,背弹面出现沿纤维方向撕裂断口。     

玻璃/苎麻纤维混杂复合材料力学性能研究

混杂纤维增强复合材料由于可以综合利用各种纤维的优点,极大的提高了复合材料的性能,拓展了复合材料的适用范围。本文采用玻璃纤维和苎麻纤维混杂酚醛树脂制备复合材料,研究了复合材料混杂比和铺层顺序对混杂纤维复合材料力学性能的影响。从结果可以看出,玻璃纤维和苎麻纤维的不同比例对混杂复合材料的力学性能有着显著的影响,而采用玻璃纤维作为芯层的时候可以获得较好的拉伸性能,采用苎麻纤维作为芯层的时候可以获得较好的弯曲和剪切性能。     

Development of a pedestrian bridge with GFRP profiles and fiber reinforced self-compacting concrete deck

In recent years, the number of pedestrian bridges built from composites materials has notably increased. The combination of fiber reinforced polymers (FRP) profiles with fiber reinforced concrete (FRC) elements is being adopted in this type of structures, since the ductility, high post-cracking tensile strength, compressive stiffness and strength of FRC can be combined with the benefits derived from the use of FRP’s profiles to obtain high performance structural systems.     

偶联剂对玻璃纤维增强淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

分别以马来酸酐、KH550、KH560和KH570为偶联剂对玻璃纤维进行预处理,再与淀粉、聚乳酸(PLA)复合,通过熔融挤出法制备玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料。研究了偶联剂种类对玻璃纤维增强复合材料熔融指数、力学性能、热性能和熔融流变性能的影响。实验发现马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的熔融指数和力学性能都依次增大,表明KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的界面黏结作用最强。对热性能进行表征发现,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料玻璃化转变温度、重结晶温度、结晶度和热稳定性均依次提高。受玻璃纤维与淀粉/PLA基体界面黏结效果的影响,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA体系的储能模量和复数黏度依次增大。