PZT/PVDF压电复合材料的制备及性能

X射线衍射测试表明,用氧化物烧结法制备的PZT粉末,其Zr与Ti的原子比为52:48,为纯四方钙钛矿型结晶相;用模压/烧结工艺制备了六种含PZT不同体积分数的PZT/PVDF复合材料;介电性和压电性的测试表明,随着PZT体积分数的增加,材料的电性能参数呈非线性增大,当PZT的体积分数超过70%时,介电常数ε和压电常数d33值迅速增加,当PZT体积分数达到90%时,其电性能与纯PZT相当.     

数值模拟设计复合材料的固化工艺

在固化过程中复合材料的内部过程很复杂,科学地设计操作工艺需研究过程机理本文阐述了复合材料固化过程的机理,并根据机理模型编制了电算程序,通过数值计算模拟热压条件下复合材料的固化过程,设计出最佳工艺.     

自燃烧法合成BaNd2Ti5O14的凝胶化及热处理研究

本文研究了影响自然燃烧工艺的几个工艺条件,如溶液ＰＨ值,溶液中水含量,加热温度等因素对胶化的影响;利用差热热重分析仪的Ｘ射射线衍仪分析了干凝胶的热历程及产物的物相结构,结果表明,自燃烧粉末的晶化峰温为５０９℃,在８００℃煅烧２ｈ即可得到晶化的一次颗粒〈５０ｎｍ的ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４粉末,并分析了产生温度差异的原因。     

多功能光纤智能复合材料研究

提出采用光纤微弯传感器测量复合材料固化中粘度的变化。选择了合适的光纤并进行了增敏处理。完成了不同铺层方式的复合材料固化进程的粘度测量, 并与动态介电方法的测量结果进行了比较。结果发现, 光纤微弯衰减方法对于热压情况下复合材料的固化监测是敏感的。该方法可重复性好, 可以准确给出树脂粘度最低点和固化完成点的时间, 灵敏度与光纤同增强纤维的交角有关。利用完成固化监测功能后仍具有光波导性能的已埋入光纤, 研制了两种类型的振动传感器。     

光纤模斑传感器应用于在线监控复合材料工艺过程

复合材料的固化有着复杂的内部过程, 传统的工艺条件难以保障产品的质量, 发展智能化的在线监控技术是个有效途径, 在线监控系统需要有先进的传感器。研制了一种新型光纤传感器, 提出通过测量光纤末端近场模斑谱反映光纤埋置周围树脂折射率的变化。给出了利用这种传感器进行复合材料固化监测的实验结果。发现这种光纤传感器的信号能反映固化凝胶点、固化结束点及树脂粘度的最低点, 又由于光纤与复合材料的兼容性好以及装置简单、廉价、可靠性高, 因此可以应用于复合材料固化过程的在线监控系统。     

B2O3-Al-C 体系自蔓延燃烧模式的研究

研究了B₂O₃-Al-C 体系的燃烧规律, 利用波速方程确定了B₂O₃-Al-C 体系的反应激活能, 并由此建立了该体系燃烧模式转化的SHS 图。试验中还发现, 体系中出现的不稳定燃烧实际为螺旋燃烧模式。由此, 通过计算机数值模拟不同参数下出现的典型螺旋燃烧的温度场, 并结合实验结果对螺旋燃烧进行了解释。      

圆柱壳非圆大开孔的应力集中研究

本文以薄圆柱壳大开孔应力集中问题的理论解为基础,利用保角映射方法对圆柱壳非圆大开孔的应力集中问题进行研究。在给出映射函数的基础上,对承受不同外部载荷下开椭圆大孔圆柱壳孔边应力集中系数进行了数值计算,并与相应的圆柱壳小开孔理论解进行了比较。结果表明：大开孔解答更具有合理性。     

Fe含量对自蔓延高温合成TiCAl_2O_3Fe复合材料的影响

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ 工艺制备了致密的ＴｉＣＡｌ２Ｏ３Ｆｅ 复合材料。研究了Ｆｅ 含量对燃烧温度、燃烧波速度、合成产物密实度及力学性能的影响。结果表明, 燃烧波速度在一定Ｆｅ 含量范围内出现一近似平台; 密实度随Ｆｅ 含量变化而变化, 在Ｆｅ 含量为１０ ％ 时, 产物的密实度最高, 为９９ ．４ ％ ; 随着Ｆｅ 含量的增加产物的抗弯强度不断提高, Ｆｅ 含量为１０ ％ 和３０ ％ 时, 抗弯强度分别为７４０ ＭＰａ 和９７０ＭＰａ 。     

含球夹杂复合材料的力学性能分析

对于复合材料的有效弹性模量,Eshelby[1]的等效夹杂法和Budians-ky和Wu[3]的自相似法仅仅考虑了夹杂的形状及基体和夹杂的力学性能,而忽略了夹杂的大小和相互作用。本文认为当复合材料的夹杂体积分数增大时,夹杂之间的相互作用影响是比较显着的。基于这一事实,本文在考虑夹杂的形状,大小,分布和相互作用前提下推导了材料的有效弹性模量。最后,本文给出了夹杂分布和基体泊松比对复合材料有效弹性模量的影响,并且部分结果与实验进行了比较。从比较的结果来看,本文的结果与实验值吻合的很好。      

复合材料多尺度分析方法与典型元件拉伸损伤模拟

复合材料具有多尺度特性,多尺度模拟方法能够考虑细观损伤、演变对宏观材料性能和力学行为的影响,是复合材料响应分析的一种重要方法和手段。基于多尺度渐进展开理论,对复合材料弹性问题控制方程进行尺度分解,推导了细观尺度与宏观尺度的控制方程,建立了复合材料宏观和细观尺度响应之间的关联。基于协同多尺度计算策略,利用通用有限元软件的用户子程序与脚本二次开发,在宏观模型计算中实时调用细观模型进行多尺度渐进损伤模拟,实现了宏观和细观尺度的信息传递与反馈。建立的复合材料多尺度数值模拟方法可以快速集成细观损伤模型以及宏观唯象强度理论,具有良好的通用性。碳/碳复合材料拉伸模拟算例结果与试验结果吻合较好。