质子酸处理二维碳化钛/碳纳米管复合材料的电磁屏蔽性能与机械性能

通过质子酸胶体处理,实现了碳化钛Ti₃C₂T_x的制备。此外,使用单壁碳纳米管(SWCNT)作为增强成分,提升了质子酸处理碳化钛(H-MXene)的机械性能——不仅保持了电磁屏蔽性能,而且将拉伸性能提升了近400%。结果表明,H-MXene和碳纳米管具有作为高机械性能电磁(EMI)屏蔽复合材料的潜力。     

复合材料真空袋成型加压点的光纤光栅监测及优化

光纤光栅对复合材料固化过程中的应变和温度具有非常高的灵敏度。提出了利用双光纤光栅传感器监测复合材料真空袋成型固化过程的温度/应变变化,获得凝胶点信息,从而优化加压时机。实验结果表明,光纤光栅和动态力学分析法(DMTA)确定的凝胶点信息(凝胶温度/时间)非常一致,扫描电子显微镜(SEM)表明加压点优化后制备的复合材料具有最佳界面,中心层未出现分层情况。该方法可实现对复合材料固化工艺的监测与优化。     

埋入CFRP的FBG光纤传感器界面传递特性实验研究

埋入碳纤维复合材料（CFRP）的光纤布拉格光栅（FBG）传感器应变测量值与基体实际应变存在误差，用光纤、保护层、粘贴层和基体材料的界面传递特性来表征应变测量值可提高精度．根据弹性力学和边界条件，得出FBG应变测量值与基体材料实际应变值的关系方程，通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数，可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数．试验结果表明：对埋入裸光栅的碳纤维复合材料同时进行电阻应变与FBG—IS波长解调试验对比，试验测量FBG应变传感灵敏系数与理论值十分接近；对埋入CFRP的FBG裸光栅，由于不存在粘贴层界面传递的影响，其应变测量值可无需修正．     

基于TEM图像的CNT溶液分散均匀性分形方法

针对传统评价方法的不足,提出了一种以分形理论为数学模型基础的碳纳米管长度分布及分布均匀性的定量评价方法.将碳纳米管溶液TEM图像进行处理,得到简化矩阵,以简化矩阵的第1个元素为原点,提取不同步长及该步长内所有元素的和,在双对数坐标中以拟合直线的斜率作为碳纳米管长度分布参数p1.以TEM图像的中心为圆心做圆,提取不同半径圆内的碳纳米管数量,在双对数坐标中以拟合直线斜率的倒数作为分散均匀性参数p2.将该方法应用于不同方法分散的碳纳米管分散均匀性的描述,结果验证了该方法能正确地评价碳纳米管的长度分布及其分布均匀性.     

基于STM32的碳纳米纸传感器信号采集系统设计

针对检测碳纳米纸传感器电阻值的需求,设计了一种基于STM32F407的碳纳米纸传感器多通道数据采集系统。系统以STM32F407单片机为主控芯片,经过信号的转换与放大,将碳纳米纸传感器的电阻信号转换为便于直观测量与分析的电压信号,然后经过AD7606转换成数字信号,STM32F407采集AD7606的转换结果并通过以太网接口向上位机发送,同时将采样数据存储到Micro SD卡中。采用LabVIEW设计上位机软件,实现实时数据的波形显示,同时将数据存储成TDMS数据文件。数据采集结果通过与34401A万用表所测量的电阻值进行比较,结果表明采集器的测量误差率低于2%。因此,设计的采集系统采样精度高、数据采集结果稳定可靠,满足高频数据采集的需求。     

智能CFRP 加固RC 梁荷载效应的实时模拟与测评

制备了4 根炭纤维复合材料(CFRP) 加固钢筋混凝土(RC) 实验梁, 并在梁内钢筋、混凝土及加固CFRP中预置了布拉格光栅光纤传感器(FBG) 和电阻应变片两种传感器。根据钢筋混凝土理论和ANSYS 有限元软件编制了实验梁受弯荷载效应模拟计算程序。实验表明, 实验梁在受弯承载过程中, 布拉格光栅光纤传感器与传统应变片有完全一致的线性关系; 模拟计算出的实验梁受拉钢筋、压区混凝土应变值及挠度与荷载的关系与CFRP 中FBG的实测值吻合较好。由于对既成RC 结构不能在内部装置传感器(会破坏结构降低抗力) , 采用智能CFRP 加固RC 结构可实现加固和实时健康测评双重功能。      

GFRP拉挤成型工艺模拟优化

为了对GFRP (玻璃纤维增强塑料) 拉挤成型非稳态温度场与固化度进行数值模拟, 依据固化动力学和非稳态导热理论, 建立了温度场和固化度动力学模型。通过 DSC试验分析确定了模型中固化度动力学参数。利用有限元与有限差分相结合的方法, 建立温度场和固化度数值模型, 应用Euler-Cauch逐步迭代法实现计算机解耦。利用有限元软件FEPG编制拉挤固化模拟程序, 详细探讨了模具温度、拉挤速度、初始温度等拉挤工艺参数对模具内温度和固化度分布的影响。数值模拟值与FBG光栅测量值比较结果吻合, 能够对拉挤工艺参数制定提供有用的信息, 以指导拉挤工艺制定。      

CNTs/MXene对复合涂层导电性能的影响

导电涂料是一种具有传导电子、排除累积电荷能力的功能涂料,在航天航空、电子、石油化工等领域广泛应用。本研究将CNTs/MXene作为功能填料分散到水性丙烯酸中,制备了导电复合涂层。结果表明,涂层中的CNTs/MXene互相搭接形成了导电通路,当CNTs/MXene添加量为0.20%(质量分数)时,电导率达到了1.54×10^-2 S/cm。管状CNTs与片层状MXene结合,使CNTs更易分散搭接形成网络结构,低添加量的导电填料即可提升复合涂层的导电性能,又能大大降低导电涂料的成本,进一步促进低成本导电功能涂料的产业化。     

等离子体清洗技术在航空制造业中的应用及前景分析

主要介绍了等离子体清洗技术的清洗原理、清洗类型、清洗设备及清洗特点,分析了等离子体清洗技术的发展现状,着重介绍了等离子体清洗技术在航空航天制造业中铝合金表面涂装前处理、电连接器涂胶前处理、复合材料表面处理和芳纶制件表面处理等应用,并分析了其在航空航天领域的应用前景。     

外贴啁啾光栅监测带双缺口复合材料静态拉伸损伤

啁啾光栅对沿其纵向的非均匀应变分布十分敏感,这种特性会反映在啁啾光栅的反射光谱图中。提出了一种利用外贴啁啾光栅监测带双缺口碳纤维复合材料损伤的新技术。实验结果表明,复合材料结构静态拉伸应变为4500 με与8500 με时,啁啾光栅反射光谱变化明显,这与复合材料应力应变关系曲线在应变8000 με时产生突变完全吻合,同时光栅反射光谱光强突变点位置与光栅几何位置完全一致,可实现对复合材料缺口位置损伤的定位及扩展监测。