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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
郭威 张震 余圣 赵觅 吕书林 吴树森
针对材料成形实验教学中内生增强复合材料的制备工艺设计困难问题，该文以具备较好非晶形成能力的Mg_(65)Cu_(7.5)Ni_(7.5)Zn_5Ag_5Y_(10 )(at.%)为基体，基于选择性相溶解法在非晶基体中成功引入原位自生B2-Ni Ti相。利用电弧熔炼制备Ni-Ti-Cu-Y预合金，通过成分设计使其析出B2-Ni Ti相，再将上述预合金浸入剩余元素（Mg,Zn,Ag）组成的熔体中。预合金中除B2-Ni Ti相以外的其他组成相会选择性溶解进入熔体中，组成Mg-Cu-Ni-Zn-Ag-Y熔体，B2-Ni Ti相分布其中。通过预先成分配比设计，使熔体成分与目标成分接近，具备较好的非晶形成能力。通过快速冷却制备得到原位自生B2-Ni Ti相增强镁基非晶复合材料。B2-Ni Ti形状记忆相在应力加载时会发生马氏体相变吸收能量，并阻碍主剪切带快速扩展，提高复合材料室温强韧性。复合材料断裂强度超过1 GPa，断裂应变为5.6%，屈服强度为730 MPa，塑性应变为4.6%，综合力学性能优于所选用的非晶基体合金。该工艺可适用于多种内生增强复合材料制备，为材料设计及组织性能表征实验教学提供了很好的范例。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
迟静 李敏 李志超 吴杰
设计了增材制造NbC增强金属基复合材料（MMCs）的综合教学实验。采用等离子增材制造技术，制备了原位NbC增强MMCs，借助XRD、SEM、EDS等表征手段，探究了NbC的原位生成量与含量变化对MMCs组织细化、硬度和耐摩擦磨损性能的影响及其增强机理。将先进绿色制造技术的研究前沿引入实验教学，有助于培养学生的专业实验技能、科学研究素养和创新兴趣。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
黄琴琴 李新功 吴义强 郑霞
【目的】木纤维增强石膏基复合材料的耐水性和韧性较差，限制了其在建筑领域进一步的发展，针对此材料上述2种缺点开展木纤维增强石膏基复合材料的耐水增韧改性研究，扩展石膏基复合材料的应用领域，提高其经济效益。【方法】以硅酸盐水泥为无机改性剂、聚乙烯醇溶液(PVA)为增韧剂，探究两者协同对木纤维增强石膏基复合材料力学性能和耐水性能的影响，通过X-射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观结构进行了表征。【结果】硅酸盐水泥和PVA在复合材料中产生了协同作用，可以弥补单掺水泥强度低和单掺PVA耐水性差的缺点。复合材料抗折强度和抗压强度分别为5.56和10.01 MPa，较改性前分别提升了40%和63%,2 h吸水率和24 h吸水率分别为19.83%和20.14%，比改性前分别降低了10.17%和11.97%，软化系数提高了0.4。XRD、FT-IR、SEM结果显示水泥与石膏的水化反应产生了钙钒石和硅酸钙凝胶等水化物，水化物填充水泥石膏基体。孔结构分析结果显示，水泥和PVA的加入降低了复合材料的孔隙率，减少超大孔的出现，复合材料的耐水性和力学性能得到提升。【结论】硅酸盐水泥的加入使复合材料内部水化反应受到影响，导致复合材料的力学强度受到影响。加入PVA后的复合材料内部物质连接紧密，提高了复合材料的力学性能，但是耐水性较差。硅酸盐水泥和PVA协同能提高复合材料的力学性能和耐水性能，弥补了单掺硅酸盐水泥复合材料力学下降和单掺PVA复合材料耐水性差的缺点。
[期刊] 林业科学
[作者]
王海刚 张京发 王伟宏 王清文
木塑复合材料属于生物质复合材料的范畴，是一种无毒、可循环利用的环境友好型材料，从２０世纪末开始到现在经历了２０多年的高速产业化发展。但木塑复合材料力学性能偏低，特别是韧性差，导致应用领域偏窄，是目前制约木塑复合材料发展的主要因素之一。众多研究表明，将纤维添加到木塑复合材料中形成多元结构复合材料，可提高木塑复合材料的力学性能。本文概述了纤维增强木塑复合材料的研究现状，按天然纤维素纤维、合成纤维、非金属纤维、金属纤维４大类归纳了常用作增强复合材料的纤维，综述了采用玻璃纤维、矿物质纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和天然纤维素纤维等增强木塑复合材料的制备方法和增强效果。结果表明，不同种．．．
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
何霄 袁光明 肖罗喜
将改性分散后的纳米CaCO3加入到木粉和木纤维中,通过添加脲醛树脂,组胚,热压成型,制得木质基-纳米CaCO3复合材料,利用激光粒度仪、FTIR及XRD表征,并进行力学性能测试与分析。实验表明:经过改性后的纳米CaCO3粒径变小,改性剂可以成功吸附于纳米CaCO3表面,当添加纳米CaCO3质量分数为7%时,木质基复合材料力学性能提高量最大;其静曲强度、弹性模量及内结合强度分别为29.08 MPa、5 686 MPa和0.72M Pa,分别提高了31%,97%,50%。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
史清宇 曹雄 李积元 陈高强 刘瞿
铝合金是汽车、航空等领域轻量化过程中的重要应用材料,但铝合金强度和塑性的不足限制了其应用。为了提高5052铝合金的强度及塑性,采用多道搅拌摩擦加工的方法成功制备出碳纤维增强铝基复合材料。对复合材料的力学性能和组织形貌进行了测试和分析,结果表明:复合材料的抗拉强度相较于母材提升了18.9%,延伸率提升了19.7%。通过扫描电镜和透射电镜观察发现复合材料中碳纤维弥散分布,复合材料断口观察到韧窝内有明显的碳纤维拔出痕迹,说明复合材料的强度及塑性提升与碳纤维的弥散分布及碳纤维的载荷转移作用有关。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李艳霞 顾轶卓 李敏 王绍凯 张佐光
该实验集成科研积累的材料性能数据开发形成数据库,设计并构建材料工艺性分析和复合材料成型固化过程虚拟仿真平台,学生可快速分析树脂体系的固化特性、设计和评价工艺制度、探究制件结构因素对工艺制度和工艺窗口的影响。利用计算机技术的该虚拟仿真实验,避免了常规实验中设备、原材料、实验条件等因素的限制,可开展多因素、多条件下的虚拟实验,增大了变量的选择、设计和分析范围,激发了学生进行主动思考的积极性,对学生进行知识实践和知识扩展以及创新能力提升具有很好作用。
关键词：
复合材料 固化工艺 虚拟仿真
[期刊] 林业科学
[作者]
王正 鲍甫成 郭文静
选用 2种人工林木材 (马尾松与杨木 )和 3种废弃塑料 (聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯 )为原料 ,采用木材与塑料冷混 -热压工艺 ,通过正交试验研究不同树种、木材组元形态、补强剂、塑料种类、板材密度及不同木塑混合比等复合工艺因子对木塑复合材料性能的影响。结果表明 :树种、木材组元形态、塑料种类、木塑复合比例、板材密度与补强剂等复合工艺因子对木塑复合材料性能有不同程度的影响 ;提高塑料在木塑复合材料中的比例也可以达到与添加酚醛补强剂同样或更好的结果 ;以杨木原料、细长刨花形态、聚丙烯塑料、板材密度为 1g·cm- 3等为最佳复合工艺因子 ,制成的复合材料性能达到或超过相关普通刨花板 ,包括室外结...
关键词：
木材 塑料 复合材料 复合工艺因子
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周海萍 阮奥琪 张弘斌 孙家文 陈圣超
采用机械球磨与放电等离子烧结相结合的方法，制备了CrCoNi颗粒质量分数分别为2.5 wt%、5 wt%和10 wt%的CrCoNi/AZ31复合材料试样。采用扫描电子显微镜（SEM）对复合材料进行表征，并对复合材料的纵截面进行X射线衍射仪（XRD）分析。还对CoCrNi/AZ31复合材料进行了力学性能测试，研究了复合材料的硬度，测试了不同温度和应变速率下的屈服极限。该实验涉及粉末冶金、材料表征和力学性能等方面知识，综合性强，有助于培养学生的科研思维及综合运用所学知识的能力。
[期刊] 林业科学
[作者]
陈礼辉 黄祖泰 詹怀宇
本文研究了木片热磨机械浆 (TMP)增强尼龙复合材料的力学性能、热学性能、加工性能。用多元统计分析中的主成分分析法优化设计木片热磨机械浆增强尼龙复合材料 ,合理地确定多项性能兼优的最佳纤维含量。分析了复合材料的界面改性及其微观结构。在木片热磨机械浆与尼龙复合材料复合时加入具有线型结构的羧化聚合物偶联剂 ,会形成氢键结合 ,可提高木片热磨机械浆与尼龙之间的相容性 ,产生良好的界面粘合作用。
关键词：
木片热磨机械浆 尼龙 复合材料 偶联剂
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
殷晓康 邓承杰 尚亚期 朱鹏飞
针对现有无损检测教学中非金属实验缺失问题,以玻璃纤维增强材料板材缺陷检测为典型应用场景,开发了基于STM32的玻纤增强复合材料(GFRP)缺陷无损检测与成像系统。系统由无损检测仪、共面电容探头和Web服务器三部分组成。检测仪利用电容成像方法检出缺陷,以特征幅值和相位实时表征缺陷状态,并通过Wi-Fi实现与服务器的数据交互。缺陷二维与三维成像图形及原始数据可经网页访问远程获取。测试结果表明,系统可对GFRP板材缺陷进行快速检测,独立的功能模块提高了系统的拓展性,有助于学生进行创新设计与二次开发,兼具实验教学与现场应用价值。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘升 甘晓龙 袁清 胡海江 张俊
该文针对高铝锌基复合材料使役工况，设计了摩擦磨损实验装置，包括装置的结构设计、温度场模型设计等，并进行了摩擦磨损温度测试和温度场确定。所提出的确定试样干摩擦面温度场的方法，涉及机械设计、材料科学基础和计算机模拟编程等多学科知识。实验结果表明，该方法具有较好的通用性，测试数据可靠，是对材料科学与工程专业实验教学一种新的探索和实践。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周密 程飞 何超
为了让学生更好地了解高分子材料的发展前沿,并能够综合运用高分子物理以及高分子化学方面的理论知识以及基本实验技能,开发了"复合材料中界面结晶形态观察"的研究型实验。实验内容主要包括界面结晶基础知识准备、样品制备、偏光显微镜和扫描电子显微镜观察以及结果讨论分析,涵盖了高分子材料研究的各个环节。通过开展该教学实验,有助于学生更加形象生动地理解不同聚合物结晶形态的形成机理,激发学生的实验热情,并同时提高学生的科研能力和综合知识运用能力,为学生的进一步深造奠定基础。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王正 赵行志 郭文静
该文利用聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等 3种回收塑料与木材纤维复合制备复合材料 ,分析不同回收塑料种类、木材纤维与塑料不同质量比和热压温度等工艺条件对复合材料物理力学性能的影响 .结果表明 :3种回收塑料中回收聚苯乙烯塑料性能最好 ,回收聚丙烯塑料其次 ,回收聚乙烯塑料最差 .木塑质量比 5 0∶5 0效果最好 .塑料含量低时 ,内结合强度和拉伸强度低 ,吸水厚度膨胀率高 ;塑料含量过高时 ,静曲强度和弹性模量降低 .热压温度在1 90℃效果最好 .温度过低时 ,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和内结合强度较差 ;温度过高时 ,木材纤维降解加剧 ,塑料少量溢出 ,性能反而有所下降 .通过极差和方差分析...
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
张伏 杨欣 佟金
纤维增强塑料复合材料是材料科学的一个重要分支,以其优异的性能及增强结构在社会各领域得到 了越来越广泛的应用。在先进复合材料中,目前最常用的增强纤维有玻璃纤维、碳纤维、植物纤维、有机纤维、混 杂纤维。概述了纤维增强塑料复合材料的现状及其应用情况,总结并论述了其发展趋势。
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纤维 增强材料 增强结构 纤维增强塑料
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