多孔二氧化锰/鱼鳞衍生碳复合材料的 制备及超级电容器性能研究

利用碳化-酸洗方法将天然鱼鳞转化为多孔碳,进一步利用表面反应在碳基体上引入非晶二氧化锰,获得具有多孔结构的二氧化锰/鱼鳞衍生碳(MnO_2/FSC)复合材料.采用场发射扫描电子显微镜、氮气吸附/脱附仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱和电化学工作站等对材料的形貌、结构、成分及电化学性能进行表征.结果表明,反应时间为1.0 h时所制备的MnO_2/FSC具有最高的比容量(181 F/g,1 A/g),且持续恒流充放电700个循环后容量基本没有衰减,表现出优异的循环稳定性.     

碳玻混杂纤维层合板的声振特性试验研究

以碳玻混杂纤维复合材料板为研究对象,开展了试验模型的模态、振动和水下辐射噪声试验测试。通过基于模态试验修正复合材料模型参数,验证了针对复合材料板模型进行数值计算的有效性。分析了分散度、纤维分布及混杂比等对碳玻混杂纤维板的声振特性的影响。数值结果表明,提高碳玻两种纤维的分散度能有效降低结构的振动和声辐射;以玻纤作为外层纤维,能有效降低振动和声辐射的值,但会增加噪声水平的共振峰数量;碳玻混杂比例对声振性能的影响成非线性变化,混杂比为1∶1时的共振峰最多。     

碳纤维复合材料在游艇制造中的应用

正碳纤维具有十分优异的力学性能,是先进复合材料最重要的增强体,通过与树脂、碳、陶瓷、金属等基体材料复合后可制得优异的碳纤维复合材料。其复合材料以轻质、高强度、高模量、耐腐蚀、耐疲劳、可设计性强、结构尺寸稳定性好和可大面积整体成型等特点,在游艇制造等众多领域得到应用。     

碳纤维复合材料在舰艇显控台上的应用

碳纤维复合材料作为轻型材料在减轻设备重量、提高设备强度方面的应用范围越来越广,随着海军舰艇显控台对重量和强度的要求不断提高,将碳纤维复合材料能够成功应用到海军舰艇显控台上已成当务之急。以碳纤维碳丝的制备与分类和碳纤维复合材料的成型工艺为基础,详细阐述了海军舰艇显控台碳纤维复合材料壳体的设计及工艺流程,其中包括分型设计、模具设计以及RTM工艺等,并对制造出的碳纤维复合材料的显控台进行摆锤冲击试验,验证了碳纤维复合材料的抗冲击性能以及其应用在海军舰艇显控台上的可能性。     

复合材料螺旋桨弯扭耦合刚度特性分析

[目的]复合材料螺旋桨的弯扭耦合变形程度反映了桨叶的刚度特性,而桨叶刚度特性又与其水动力性能存在一定的相关性,将从刚度的角度对复合材料螺旋桨的纤维铺层进行优化设计.[方法]首先,以DTMB 4383复合材料螺旋桨为研究对象,基于复合材料螺旋桨流固耦合自迭代算法,构建桨叶弯扭刚度数值计算方法;然后,分别在桨叶铺设单向碳纤...     

碳纤维复合材料在桥梁加固工程中的应用

本文以大德路斜腿刚构桥为背景,介绍高性能的复合材料一碳纤维在桥梁加固中的应用,概括地说明碳纤维的性能、应用及主要的施工工艺。     

钠离子电池用石墨烯/硬碳复合材料的制备

针对硬碳材料在钠离子电池中循环、倍率性能不佳的问题,提出石墨烯包覆改性的策略。实验结果表明石墨烯的存在引入了更加丰富的孔道结构,有效地改善硬碳材料的导电性,提升电子传导效率。电化学表征结果显示石墨烯/硬碳复合材料(HCG)表现出优异的倍率以及循环稳定性：在2 A g^-1的电流密度下分别循环2000次其容量保持率分别为83.8%和24.2%。     

原位自生TiC／Fe复合材料的制备及组织形态研究

采用在普通45#钢的熔炼过程中加入Ti的方法,制备了不同成分的原位TiC／Fe复合材料,并观察分析不同成分TiC／Fe复合材料的显微组织及硬度变化．结果表明：简单的熔铸法可以制备不同体积分数的TiCp／Fe复合材料,复合材料中多数TiC以细小的规则三角形或四边形存在,且随Ti加入量的增加而增多,TiC达到一定含量时,还会形成棱面枝晶状TiC;材料硬度则随TiC含量增加而提高．当材料制备时只添加Ti,则TiC的形成使基体中碳含量减少,从而使基体中的Fe3C减少或消失,其硬度随钛含量的增加而先增后降,同时过量的钛不仅形成缺碳的非计量比TiCx,还形成条状的Fe2Ti金属间化合物．     

S2/430LV复合材料拉——剪疲劳材料许用值试验

面内纵横剪切强度是衡量复合材料层合板强度特性的重要指标之一,而S2/430LV复合材料是目前较为常用的一种典型舰用复合材料体系。首先,依据规范GB/T 3355-2005开展±45°面内拉—剪强度试验研究,测试结果表明,在拉—剪载荷作用下,S2/430LV复合材料的载荷/位移曲线存在两阶段和弧形过渡区特征。取初始损伤后的线性段与弧形段的切点为剪切强度的基准点(对应剪切强度为τB),分别选取不同折减系数下的载荷值来开展拉—剪疲劳特性、疲劳承载后剩余刚度和强度试验研究。结果表明:计及机械疲劳承载时,S2/430LV复合材料面内剪切强度材料许用值的折减系数可取为0.75。该结论对舰艇复合材料结构可靠性设计与分析具有重要的参考意义。     

锂离子电池负极材料的研究进展

本文阐述了锂离子负极材料的基本特性,综述了碳类材料、硅类材料以及这两种材料形成的复合材料作为锂离子电池负极材料的研究及开发应用现状.     

疲劳强度极高的新材料

日本科学技术厅航空空间研究所最近研制成功一种疲劳强度极高的热可塑复合材料。这种材料系将碳纤维浸透PEEC树脂,然后经过烧结制成。与目前用作飞机尾翼的CFRP(碳·环氧复合材料)相较,新材料的疲劳寿命约为CFRP材料的1000倍,而重量约为CFRP材料的60％,是制造航天飞机等的理想材料。     

复合材料—钢混合结构封闭式桅杆振动特性研究

由于隐身性的需求,复合材料—钢混合结构的封闭式桅杆逐渐在舰船上使用。开展了复合材料—钢混合结构封闭式桅杆的模态试验,通过实验检验了桅杆数值计算模型,并采用数值方法研究了雷达罩复合材料夹层板板厚对桅杆和顶部雷达罩振动特性的影响规律,通过研究发现复合材料夹层板振动特性良好。此外,根据八边形桅杆的数值计算结果提出了雷达罩总体和局部振动频率的预测方法,通过四边形和六边形桅杆的检验,证明此种预测方法具有普遍意义,为封闭式综合集成桅杆的结构设计提供了有益的参考。     

静水压力下纤维缠绕复合材料壳体耐压因子的优化设计（英文）

基于遗传算法和数值分析一体式优化平台,以设计压力因子为目标函数,结构失稳和材料静强度破坏为约束条件,纤维缠绕策略和铺层方式为变量,对静水压力作用下碳/环氧、硼/环氧和玻璃/环氧等三种复合材料壳体的耐压因子进行优化设计。结果表明,复合材料耐压壳体在深海环境下能够提供充足的正浮力;对于不同的复合材料,最大设计压力受限的因素有所不同,主要受限于结构失稳或材料强度破坏;纤维缠绕策略和铺层方式对设计压力因子具有显著影响。文中最后提出变厚度设计、复合材料肋骨等增强方式,旨在解决结构失稳或材料强度破坏对最大设计压力的限制,研究成果可为复合材料耐压壳体结构设计提供参考。     

原位生成TiCp增强钛基复合材料的高温氧化

针对钛基复合材料发展应用中的关键问题——高温氧化性能,通过800℃高温进行氧化实验得到了氧化增重特性,并利用扫描电镜SEM(Soanning Electron Microscope)、能谱仪EDS(Electronic Differential System)和X衍射XRD(X-ray Diffractometer)研究了钛基复合材料经氧化试验后表面氧化层的结构、相组成及成分。结果表明:钛基复合材料的氧化规律为抛物线规律,以Ti6Al为基的钛基复合材料比以纯钛为基的钛基复合材料具有更好的抗高温氧化性能,增强体含量越高,复合材料的抗氧化性越佳。TiC颗粒及其与基体的界面对复合材料的氧化物形成有重要的影响,Al原子的加入改变了材料的氧化机制。     

静水压力下纤维缠绕复合材料壳体耐压因子的优化设计

基于遗传算法和数值分析一体式优化平台,以设计压力因子为目标函数,结构失稳和材料静强度破坏为约束条件,纤维缠绕策略和铺层方式为变量,对静水压力作用下碳/环氧、硼/环氧和玻璃/环氧等三种复合材料壳体的耐压因子进行优化设计.结果表明,复合材料耐压壳体在深海环境下能够提供充足的正浮力;对于不同的复合材料,最大设计压力受限的因素有所不同,主要受限于结构失稳或材料强度破坏;纤维缠绕策略和铺层方式对设计压力因子具有显著影响.文中最后提出变厚度设计、复合材料肋骨等增强方式,旨在解决结构失稳或材料强度破坏对最大设计压力的限制,研究成果可为复合材料耐压壳体结构设计提供参考.     

日本开发新概念风力推进船舶

<正>日本东京大学制定了开发采用新型帆的新概念风力助推船舶的新计划,拟3年内完成设计和商业化推广模式。新船动力以风力为主(传统燃油发动机为辅),碳复合材料制造大型灵活帆,     

油水乳化柴油的实用性研究

该文介绍了用自行研制的乳化剂、超声乳化器制取掺水率为30％的油包水型乳化柴油,经1135型、1E150C型及6110A—1型柴油机的试验表明,耗油率下降10％,NOx降低了3％,碳烟下降0.5BSU,并可进入实用性的试用阶段。     

港口碳达峰碳中和实现路径

继2020年9月22日习近平主席在第75届联合国大会一般性辩论上提出"30·60"的双碳目标后,2021年11月,我国先后发布了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030年前碳达峰行动方案》《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书,体现了中国对全球应对气候变化的责任担当和自主贡献.交通运输是仅...     

改性碳纳米管/壳聚糖复合材料的制备及其性能研究

在快速发展的现代船舶工业中,装备材料的特性对船体的质量有着决定性的影响,而一些高精尖、高性能要求的部件,如叶轮等,传统的模具制造工艺已经不能满足其性能需要。本文以消失模工艺为基础,采用了改性碳纳米管/壳聚糖复合材料作为基础材料,结合了船舶叶轮铸造工艺的生产过程,利用有限差分原理对碳纳米材料的铸造热应力场进行了深入研究。通过对碳纳米材料铸件的实际性能测试,得到了热应力的分布模型。从而达到降低废品率和提高开发效率,优化整体工艺流程的目的。     

一种复合材料—钢连接结构极限承载能力试验与数值研究

夹芯复合材料因其结构力学性能优异,耐腐蚀,已被广泛运用于船舶行业。首先,以复合材料甲板室中的夹芯复合材料—钢连接结构为对象,通过试验,得到夹层板的载荷位移曲线,推断出夹层板的极限载荷。然后,对经典层合板理论、Reissener夹层板理论、Hoff夹层板理论和杜庆华夹层板理论进行对比分析,并选用Hoff夹层板理论为理论模型,通过有限元软件模拟分析,并与试验结果进行对比,验证了分析结果的可靠性,可为复合材料连接结构设计提供有益的指导。