竹材塑料復(fù)合材料的界面及表面處理理論的研究基本信息

研究高強(qiáng)度（-196℃時(shí)為-1300MPa），高韌性（-196℃時(shí)為200J）的Ni9鋼在拉伸和-196℃沖擊時(shí)，組織結(jié)構(gòu)在變形—斷裂時(shí)的動(dòng)態(tài)和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)行為及其與宏觀強(qiáng)度和韌性關(guān)系。證明機(jī)械不穩(wěn)定的γ′的有益作用很小，熱不穩(wěn)定的γ′則有害。γ′相的穩(wěn)定性隨回火溫度提高或回火時(shí)間延長(zhǎng)而下降。應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體相變是最有效的增韌機(jī)制；微裂紋增韌機(jī)制則對(duì)485℃回火的α γ′三明治式組織最為有效。低溫韌性與裂尖行程的鈍化部份所占分量相對(duì)應(yīng)。發(fā)現(xiàn)并闡明抵抗沖擊的組織自調(diào)節(jié)機(jī)制。發(fā)現(xiàn)細(xì)晶高韌性Ni9鋼在拉伸時(shí)的聲發(fā)射強(qiáng)度隨應(yīng)變速率的提高而降低，這與公認(rèn)的理論模型相反。建立了界面位錯(cuò)與晶內(nèi)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一模型圓滿解釋了這一反?，F(xiàn)象。 2100433B

碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料因具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的塑性和導(dǎo)熱性等特點(diǎn)，被認(rèn)為是理想的功能材料和結(jié)構(gòu)材料，有望應(yīng)用于航天航空、軍事和汽車工業(yè)等領(lǐng)域。本項(xiàng)目以碳纖維編制布增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料為研究對(duì)象，研究碳纖維與基體結(jié)合過(guò)程中的界面反應(yīng)行為，以及凝固過(guò)程中鍍層工藝和外場(chǎng)對(duì)界面行為的影響，為碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法提供理論指導(dǎo)。本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)三年研究，取得如下結(jié)果： 1、提出一種半固態(tài)鑄軋法制備碳纖維布增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的工藝，利用壓力場(chǎng)促使鋁基體和碳纖維編織布的界面結(jié)合。借助模擬計(jì)算建立了溫度參數(shù)和塑性變形量間的關(guān)系，闡釋變形機(jī)制。通過(guò)調(diào)控外加壓力和金屬流動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)了鋁熔體對(duì)碳纖維布的完全滲進(jìn)。碳纖維編織布增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料板材能夠在彎曲變形中提供良好的強(qiáng)化效果。 2、得到基體和纖維的滲進(jìn)規(guī)律，闡釋電磁誘導(dǎo)的滲浸轉(zhuǎn)變機(jī)制。在液態(tài)復(fù)合過(guò)程中引入脈沖磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了金屬熔體對(duì)編織布的滲浸過(guò)程由逐層滲浸方式向梯度同步滲浸方式轉(zhuǎn)變。電磁場(chǎng)引入的磁致壓力促進(jìn)增加熔體滲浸深度。以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了電磁鑄造法制備碳纖維布增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。 3、設(shè)計(jì)針對(duì)平紋碳纖維編織布的表面鍍層新工藝。在傳統(tǒng)化學(xué)鍍層的工藝基礎(chǔ)上，優(yōu)化了一種針對(duì)于平紋碳纖維編織布特點(diǎn)的表面化學(xué)鍍鎳方法，將鍍液的穩(wěn)定時(shí)間延長(zhǎng)至 120min以上，鍍層的含磷量降低至9wt.%。并通過(guò)開(kāi)發(fā)新的氧化劑體系，設(shè)計(jì)了膠態(tài)鈀鍍液化學(xué)鍍鎳工藝和碳纖維表面接枝短鏈羧酸銅的工藝。不僅簡(jiǎn)化了原有的鍍層工藝，大幅降低了成本，更提升了鍍層的均勻性與穩(wěn)定性。

本項(xiàng)目通過(guò)綜述現(xiàn)有水庫(kù)界面環(huán)境研究中存在的困難和問(wèn)題，提出了引入模式識(shí)別和熵理論的新研究途徑，建立了判別預(yù)測(cè)水庫(kù)水濕分層界面存在性的模式識(shí)別模型；分別提出了水庫(kù)下層水體與底質(zhì)之間以及水庫(kù)水體與不體以外的整個(gè)環(huán)境之間的污染物交換的熵理論，分別給出了跨過(guò)狹義和廣義界面污染物遷移的熵流以及系統(tǒng)內(nèi)部污染物變化熵產(chǎn)生的數(shù)學(xué)描述式；研制了在各種邊界作用下水庫(kù)垂直二維水環(huán)境耦合模型及其有限分析數(shù)值解法；建立了水庫(kù)三維重金屬遷移模型；研究了GIS在水庫(kù)水環(huán)境模擬中的應(yīng)用方法。本項(xiàng)目研究已發(fā)表論文5篇，出版專著1部，待發(fā)表論文3篇，有關(guān)成果為水庫(kù)水環(huán)境評(píng)價(jià)，規(guī)劃以及水庫(kù)運(yùn)行管理等提供了新的理論基礎(chǔ)。 2100433B

簾線增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于輪胎及各種緩沖結(jié)構(gòu)中，它的界面性能極大地影響橡膠復(fù)合材料制品的使用性和耐久性，開(kāi)展界面性能研究對(duì)于改善和提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。簾線增強(qiáng)橡膠材料不同于傳統(tǒng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料，橡膠基體具有幾乎不可壓縮性和大變形非線性特性，而簾線又具有拉扭耦合特征，這使得其中的界面力學(xué)問(wèn)題變得非常復(fù)雜。本申請(qǐng)擬以單向簾線增強(qiáng)橡膠材料為對(duì)象，通過(guò)對(duì)界面細(xì)觀結(jié)構(gòu)的表征和分析，建立界面結(jié)構(gòu)的桁架結(jié)構(gòu)分析模型，根據(jù)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)有限變形理論建立非線性邊值問(wèn)題。采用節(jié)點(diǎn)平均化的方法描述桁架結(jié)構(gòu)與周圍介質(zhì)的接觸，數(shù)值計(jì)算確定應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)和位移場(chǎng)?；诙喑叨染鶆蚧椒ǎ_定材料等效彈性性能，并與試驗(yàn)結(jié)果相互驗(yàn)證。通過(guò)簾線增強(qiáng)橡膠材料界面參數(shù)、簾線結(jié)構(gòu)特征等因素與宏觀力學(xué)特性的關(guān)聯(lián)研究，揭示界面細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)柔性復(fù)合材料性能影響規(guī)律，建立界面參數(shù)的優(yōu)化準(zhǔn)則，為界面設(shè)計(jì)與新材料開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。