纳米屏蔽材料研究现状及新型屏蔽材料设计

为了研究轻质、高效、无毒性且兼备优良物理性能的新型二次屏蔽材料,综述了纳米屏蔽材料的发展现状,对其力学性能及屏蔽性能进行了对比分析。结果表明,纳米功能粒子改性后的复合材料,其力学强度和屏蔽性能均优于微米粒子。本文结合纳米材料的优势,在传统铅硼聚乙烯屏蔽材料的基础上,提出了一种新型的纳米稀土氧化物/高分子基复合屏蔽材料,并给出了原理性方案。     

双级时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金组织与性能的影响

为提高Al-8Zn-2Mg-2Cu合金的综合力学性能和耐蚀性能,采用硬度测试、电导率测试、室温拉伸实验、剥落腐蚀实验及透射电镜(TEM)观察,研究了双级时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金组织及性能的影响.结果表明:第二级时效参数决定了合金的综合性能;第二级时效温度越高,保温时间越长,合金的硬度和强度越低,但是电导率和抗剥落腐蚀性能越好;经过120℃×6 h+160℃×16 h的双级时效处理,Al-8Zn-2Mg-2Cu合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、断裂韧性及剥落腐蚀等级分别为:580 MPa,549 MPa,12%,KIC=24. 7 MPa·m1/2和EB.     

金属热加工保护涂料的制备与性能

以室温硫化硅橡胶和甲基硅油为基料,辅以膨胀型阻燃剂、硅烷偶联剂、CaCO_3、纳米Al(OH)_3和玻璃纤维等制备金属热加工保护涂料.利用扫描电镜表征了氧化层断面形貌,配合能谱仪对氧化层进行元素线扫描,并对涂料进行拉伸剪切测试.结果表明,膨胀型阻燃剂搭配纳米Al(OH)_3和玻璃纤维使用,能在1 000℃高温下将氧化层厚度降至9μm;纳米Al(OH)_3和玻璃纤维的协同增强作用将涂料的拉伸剪切模量从747 MPa增至1 564 MPa,拉伸剪切强度从12 MPa增至47 MPa,分别提高109.4%和291.7%.涂料的热失重分析表明,在220℃～620℃范围内主要发生膨胀型阻燃剂的受热膨胀和Al(OH)_3的热分解,玻璃纤维在热失重全程中不熔融,能起到抑制涂层开裂的作用.     

PP/IFR/OctaTMA-POSS纳米复合材料的制备及阻燃和力学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了八聚(四甲基铵)笼形倍半硅氧烷(Octa TMA-POSS),并采用傅立叶红外(FTIR)、核磁共振(NMR)、热重分析(TGA)等对Octa TMA-POSS的结构进行表征.然后,采用熔融共混技术制备PP/IFR/Octa TMAPOSS纳米复合材料,并研究其与膨胀型阻燃剂(IFR)的协效阻燃作用.测试结果表明,添加适量Octa TMA-POSS不仅提高了PP/IFR体系的热稳定性,还进一步降低了PP/IFR体系在燃烧过程中的热释放速率和烟气释放速率;当添加6%Octa TMA-POSS时,PP/IFR/Octa TMA-POSS纳米复合材料达到V0级别.这主要归因于Octa TMA-POSS分解生成纳米分散的二氧化硅,促进复合材料表面形成结实的含炭残余层,阻碍了聚丙烯分解的气体产物逸出和氧气进入聚丙烯基体,从而提高PP/IFR体系的热稳定性和阻燃性能.同时,Octa TMA-POSS的加入提高了PP/IFR体系的拉伸强度和冲击强度.     

纤维增强复合材料拉伸破坏过程的Monte-Carlo模拟

基于剪切滞后模型,采用影响函数叠加方法,得到复合材料在多纤维断裂下的应力场,包含了基体和界面塑性变形的影响.考虑纤维强度的统计特性,结合Monte-Carlo方法模拟丫复合材料在拉伸载荷作用下的累计破坏过程.结果表明:复合材料拉伸强度的尺寸效应与纤维强度分布的统计性质以及微观损伤诱发的应力重分配有关.文中的研究为进一步发展基于破坏机理分析的复合材料在热/机械载荷作用下的疲劳寿命预测理论奠定了基础.     

F550Z海洋平台用钢SAW焊接接头低温韧性研究

为研究大热输入条件下埋弧自动焊（ submerged arc welding ,SAW）对海洋平台用550 MPa钢焊接接头组织与低温韧性的影响,采用50 kJ＆#183; cm-1的焊接热输入,测定接头各区域冲击吸收功,并观测各区断口形貌及显微组织．结果表明：焊接接头韧性从焊缝到母材,呈现先降低后升高的趋势,最低处在熔合线及熔合线2 mm处．焊缝处组织为针状铁素体加细小弥散的碳化物,断口形貌为韧窝和解理台阶,-60℃冲击吸收功为110 J．熔合线及熔合线2 mm处断口形貌基本相同,只由放射区组成,无纤维区,微观特征为大面积的解理面,没有韧窝;微观组织为粗大粒状贝氏体,冲击吸收功非常低只有25 J．熔合线5 mm处断口纤维区面积较大,微观形貌含有大量的韧窝,微观组织为细小的铁素体、碳化物及粒状贝氏体,该区为焊接接头的正火区,具有优异的低温韧性,-60℃冲击吸收功为202 J．     

舰船复合材料防护结构的选择与优化

为选择与优化舰船复合材料防护结构,根据陶瓷材料的密度小、强度大、硬度高、抗冲击性能良好等特征,建立以金属为面板的金属/陶瓷复合材料和以陶瓷为面板的陶瓷/金属复合材料结构模型,研究复合材料层合板在爆炸冲击载荷下的抗冲击性能,陶瓷/金属复合材料的抗爆炸冲击性能远远优于金属/陶瓷复合材料的抗爆炸冲击性能。在此基础上,考虑复合材料层合板在防护结构中的位置,讨论不同结构参数对防护结构爆炸冲击性能的影响。研究结果表明,当复合材料层合板设置在空舱外板时,舰船的抗爆炸冲击性能相对较优。     

舰船复合材料防护结构的选择与优化

为选择与优化舰船复合材料防护结构,根据陶瓷材料的密度小、强度大、硬度高、抗冲击性能良好等特征,建立以金属为面板的金属/陶瓷复合材料和以陶瓷为面板的陶瓷/金属复合材料结构模型,研究复合材料层合板在爆炸冲击载荷下的抗冲击性能,陶瓷/金属复合材料的抗爆炸冲击性能远远优于金属/陶瓷复合材料的抗爆炸冲击性能。在此基础上,考虑复合材料层合板在防护结构中的位置,讨论不同结构参数对防护结构爆炸冲击性能的影响。研究结果表明,当复合材料层合板设置在空舱外板时,舰船的抗爆炸冲击性能相对较优。     

10Ni5CrMoV船体钢力学性能统计分析

通过对大量10Ni5CrMoV船体钢性能检验数据的统计分析表明:在拉伸和冲击性能的各项指标中,钢的合格率主要取决于屈服强度的合格率,约为87.9%;钢的屈服强度服从均值为687MPa、标准差为45.7MPa的正态分布;随着板厚的增加,由于钢的淬透性下降,钢的屈服强度的均值下降,标准差上升。     

Co-TiO_2纳米复合材料防腐及组织性能研究

Co-TiO_2纳米复合材料因其优良的防腐性被广泛应用于舰船材料上。本文以钛酸丁酯、硝酸钴为原料,采用溶胶凝胶法制备得到Co-TiO_2纳米复合材料,并对不同掺杂比、不同热处理温度下的复合纳米材料进行盐雾、红外、形貌、吸附性能测试,得到最优掺杂比和最优热处理温度,为以后Co-TiO_2纳米复合材料在舰船方面的研究奠定基础。