木质陶瓷复合材料的制备与性能分析

综述了几种典型基材木陶瓷材料的不同制备方法与性能,对不同基材材料制备木陶瓷的方法做了论述,介绍了不同材料制备的木陶瓷电学性能、力学性能和摩擦性能。为材料的制造方法与结构功能设计提供了新思路,并对其发展前景进行了展望。     

BMC材料气门罩壳的振动分析

在内燃机表面噪声中,气门罩壳是主要的噪声源之一.将BMC材料用于气门罩壳,采用有限元方法对其进行模态分析和谐响应分析,并与铸铝罩壳进行了比较,计算结果表明,BMC材料用于气门罩壳具有减振、降噪的作用.     

室外用木质复合材料关键技术分析

在“双碳”目标背景下,木材因其固碳特性越来越受到关注,木质复合室外材也得到了大量应用。为解决木质材料在室外使用的一系列问题,研究者进行了大量研究和开发工作。对室外用木质复合材料的特点、生产工艺、技术要点进行了总结和分析,并提出了室外木质复合材料发展方向。     

适宜共混速度改善低密度聚乙烯/竹粉复合材料力学与流变性能

该文主要研究共混速度对(low density polyethylene,LDPE)/竹粉木塑复合材料、流变性能和吸水率的影响。采用熔融共混方法制备LDPE/竹粉复合材料,通过旋转流变仪、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和材料试验机等详细研究了共混速度(40,75和100 r/min)对LDPE/竹粉复合材料的复合材料动态力学性能、形态、吸水率和力学性能的影响。在LDPE/竹粉复合材料,LDPE、增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(maleic anhydride grafted polyethylene,MAPE)和竹粉的质量比控制在65∶5∶30。共混温度和时间分别设定为170℃和10 min。结果表明,添加竹粉可有效增强LDPE的力学性能。LDPE/竹粉复合材料的拉伸强度和弯曲强度随着共混速度的增加而呈现下降趋势,但是与纯LDPE相比,LDPE/竹粉复合材料(40 r/min)的拉伸强度和弯曲强度分别增加了28%和115%;弯曲模量从48.45 MPa降低到40.75 MPa。与LDPE相比,LDPE/竹粉复合材料(40 r/min)的弯曲模量最高增加了238%;缺口冲击强度则从12.8 k J/m2提高到18.27 k J/m2,但仍低于纯LDPE。在相同频率下(1.0 Hz),随着共混速度的增加,LDPE/竹粉复合材料的储能模量和复数黏度也逐渐下降,加工性能得到了改善;同时复合材料的吸水率也从0.89%(40 r/min)下降至0.59%(100 r/min)。SEM结果表明,竹粉能均匀分布在LDPE中,提高共混速度使得竹粉表面被大量树脂覆盖,改善了界面性能,使得材料断裂面产生大量的塑性形变,提高了材料韧性和冲击强度。试验结果证实共混速度为100 r/min时,LDPE/竹粉复合材料具有较好的冲击强度和较低的吸水率,这为木塑复合材料力学性能和吸水率的改善提供有意借鉴。     

纳米-亚微米级复合材料对褐潮土有机无机复合体含量及各粒级复合体中C、N、P含量与分布的影响

通过盆栽试验研究了纳米-亚微米级复合材料对褐潮土各粒级复合体组成及其中C、N、P含量与分配的影响。结果表明,1)施入纳米-亚微米级复合材料后,褐潮土各粒级复合体的含量较对照发生了改变,F1(2m)和F3(10～50m)粒级含量降低,F2(2～10m)和F4(50～100m)粒级含量增加。2)纳米-亚微米级复合材料可提高土壤及各粒级中C、N、P的含量,而增加幅度因材料而异;蒙脱土纳米-亚微米级复合物高岭土纳米-亚微米级复合物塑料纳米-亚微米级复合物。3)F3(10～50m)粒级中有机碳、全氮、全磷含量较低,但该粒级复合体含量占土壤固相的比重最大,因此该粒径中C、N、P对土壤肥力的贡献较大。4)纳米-亚微米级复合材料使土壤的有机碳、氮、磷在各粒级复合体中分配系数的增加以F2(2～10m)粒级最高,说明各养分进入F2粒级最多,表明该粒级对土壤养分的转化和平衡起着重要的调节作用。     

纳米二氧化硅/纳米纤维素复合材料制备及性能分析

使用造纸方法快速成功的制备了纳米纤维素,纳米二氧化硅复合材料,对并材料的力学性能,热性能和吸湿性能进行了分析。研究结果表明:随着纳米二氧化硅的添加量逐步提高,纳米复合材料的理论密度逐渐下降,材料的拉伸性能和模量值都有大幅度的下降。材料热解的初始降解温度和热解活化能随着纳米二氧化硅质量分数的增多提升,当纳米二氧化硅质量分数为20%时,材料初始热解温度为280℃。纳米复合材料的含水率随着吸湿时间的延长而增加,且随着纳米二氧化硅添加量的增多,材料的最终含水率不断提高,当纳米二氧化硅质量分数为20%时,纳米复合材料的最终含水率约26%,纳米复合材料的表面接触角值仅为40.4°。该研究结果可为制备了纳米纤维素/纳米二氧化硅复合材料提供参考。     

硅灰石纤维填充超高分子量聚乙烯基复合材料干滑动摩擦磨损的BP神经网络分析

超高分子量聚乙烯及其复合材料由于其优良的自润滑和防黏性能可用于农业工程装备中的滑动接触部件和触土部件。基于人工神经网络在复杂系统建模问题上的优越性，考察了几种因素对硅灰石纤维增强复合材料的摩擦和磨损性能影响的模型。考虑到输入、输出数据个数，调试设计了一个3×10×2的BP神经网络，其输入层由3个神经元构成，分别为硅灰石纤维的处理方法、硅灰石纤维的加入量和试验过程中的法向载荷。隐含层有10个神经元。输出层2个神经元分别为材料的摩擦系数和磨损量。基于上述BP神经网络对硅灰石纤维增强超高分子量聚乙烯基复合材料的干滑动摩擦磨损性能进行了模拟和预测。对神经网络的训练和检验表明该BP神经网络能够较好地预测影响因素对复合材料的干滑动摩擦和磨损的作用，大部分数据的预测值与试验值的误差在10%以内，其仿真精度能够满足实际的摩擦磨损预测要求。     

适量木炭粉改善环氧树脂复合材料热/力学性能

为了充分利用木材炭化物,扩大其在复合材料等方面的应用范围,该文采用炭化后的木粉(木炭粉)和环氧树脂,通过模压工艺制备了木炭/环氧树脂复合材料。借助扫描电镜、万能材料试验机、动态热机械分析仪和维卡软化点测量仪等研究木炭粉质量分数对木炭/环氧树脂复合材料弯曲性能、冲击强度、动态力学性能以及耐热性的影响。在环氧树脂中,环氧树脂、反应性稀释剂和固化剂质量比为3∶2∶5;在木炭/环氧树脂复合材料中,木炭粉质量分数分别为0,5%,10%,20%,30%和40%。复合材料固化温度和时间分别设定为100℃和3 h。结果表明,添加木炭粉能有效增强环氧树脂力学性能:与纯环氧树脂相比,弯曲强度和冲击强度最高增加了278%和135%。动态力学性能结果证实随着木炭粉质量分数的增加,复合材料的储能模量和玻璃化转变温度(Tg)也逐渐增加。此外当木炭粉质量分数从0增加到40%时,复合材料的耐热性逐渐提高;维卡软化点从81.2℃提高到274℃。研究结果为,当木炭粉质量分数在10%时,环氧树脂/木炭复合材料具有较佳的力学性能和较好的耐热性能,为木炭在复合材料领域中的应用提供有益的借鉴。     

棉秆/聚丙烯薄膜定向复合板的制备工艺优化

为了有效利用棉秆资源,该文以长棉秆束为基体,以等规聚丙烯薄膜为填充材料,热压制备了棉秆/聚丙烯薄膜定向复合板。采用单因素和正交试验分析了薄膜质量分数、热压温度、热压时间和密度对复合板力学和吸水性能的影响,得到较优热压工艺参数为:薄膜质量分数15%,热压温度185℃,热压时间15 min,密度0.7 g/cm3。在此条件下,复合板的静曲强度为60.60 MPa,弹性模量为5074.4 MPa,内结合强度为1.48 MPa,吸水厚度膨胀率为2.53%。用扫描电子显微镜观察到复合板中棉秆纤维和塑料薄膜接合界面存在机械互锁结构。该研究可为有效利用农作物秸秆制备定向复合板提供参考。     

偶联剂对木塑复合材料拉伸性能与热膨胀性能的影响

以高密度聚乙烯(HDPE 6761)为基体,松木(Pine)粉为增强材料,以MAPE(EpoleneG2608)和MAPP(ExxelorVA1840)为偶联剂采用注塑法制备WPC,测定了不同配比WPC的热膨胀性能与拉伸性能,结果表明:在没有加入MAPE只加入木粉的情况下,WPC的拉伸强度较没有加入任何助剂的HDPE有所下降;偶联剂的加入量按不同配比加入对拉伸模量影响不大;对WPC热膨胀系数主要的影响因素应该是木粉的加入量及塑料基体的种类。