平纹编织复合材料层板维修的挖补角度优化分析与试验验证

鉴于平纹编织复合材料的广泛应用与该类型层板维修研究的缺失性,研究针对一系列不同修补角度的平纹编织复合材料层板维修工况,进行了三维有限元模型分析计算与试验验证,得到结论如下:修补角度的选取对于恢复强度的影响极为明显。研究使用的平纹编织复合材料层板结构最佳修补角度为4°,最大强度修复率达到了66.98%;分析采用的三维有限元修补模型得到的强度计算值与试验数据基本吻合,说明该计算模型能够满足维修设计的需求,为实际修理提供较好的维修指导。     

2024航空铝合金表面硅烷膜的制备与性能研究

采用浸渍法,在2024航空铝合金表面制备了乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)膜。以硫酸铜点滴时间作为评价依据,通过单因素实验,研究了硅烷浓度、醇水比、溶液pH与水解温度对VTES膜的耐蚀性能的影响,并确定了铝合金表面制备VTES膜的工艺条件。FT-IR、接触角、极化曲线及5%NaCl溶液浸泡测试表明,铝合金表面生成了一层含Si–O–Si键和Si–O–Al键的VTES膜,其疏水性能及耐蚀性能均有所提高。     

2024航空铝合金表面硅烷膜的制备与性能

采用浸渍法,在2024航空铝合金表面制备了乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)膜。以硫酸铜点滴时间作为评价依据,通过单因素实验,研究了硅烷浓度、醇水比、溶液pH与水解温度对VTES膜的耐蚀性能的影响,并确定了铝合金表面制备VTES膜的工艺条件。FT-IR、接触角、极化曲线及5%NaCl溶液浸泡测试表明,铝合金表面生成了一层含Si—O—Si键和Si—O—Al键的VTES膜;其疏水性能及耐蚀性能均有所提高。     

玻璃纤维织物表面Ni-P合金涂层的制备及其导电性能研究

采用化学镀的方法在玻璃纤维织物试样表面制备了Ni-P合金沉积的非晶镀层。利用扫描电子显微镜和X射线观察及分析了镀层的表面形貌与表面结构,研究了硫酸镍的浓度对非晶镀层的沉积速率、沉积量以及导电性能的影响。结果表明,随着硫酸镍浓度的增加,沉积速率和沉积量逐渐升高,而镀层方阻值逐渐降低,导电性增加。当硫酸镍浓度20 g/L时,玻璃纤维织物镀层方阻值为1.35Ω/方,具有良好的导电性。     

Ti3C2Tx薄膜制备与电磁屏蔽性能研究

为了减少电磁屏蔽对设备的影响,采用真空抽滤方法制备了一种超薄Ti3C2Tx薄膜,在2～18 GHz研究了其电磁屏蔽性能.用扫描电子显微镜(SEM)表征了Ti3 C2 Tx薄膜断面的微观形貌,X射线衍射仪(XRD)测试了Ti3 C2 Tx薄膜成分.结果表明:制备的Ti3 C2 Tx薄膜,具有超薄性、高导电性和高电磁屏蔽性等特点,层层堆积的Ti3 C2 Tx纳米片提升了电子传输.通过测试可知:14μm厚的Ti3 C2 Tx薄膜表面电阻仅为509.9 mΩ,电磁屏蔽性能可以达到52.23 dB.分析得知,Ti3 C2 Tx薄膜电磁屏蔽屏蔽机制是反射主导的,可见Ti3 C2 Tx薄膜具有优异的电磁屏蔽性能.实验证明,Ti3 C2 Tx薄膜电磁屏蔽性能超过35 dB,在电磁屏蔽方面具有潜在应用.     

铝合金表面聚吡咯镀层的制备及其防腐蚀性能

采用恒电位法在铝合金片(Al)上电镀吡咯单体电化学聚合形成聚吡咯(polypyrrde,PPy)镀层,研究其防腐性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)以及X射线衍射(XRD)表征样品微观形貌与结构组成,接触角测量仪与热重分析仪分别表征样品的疏水性能与热稳定性,采用腐蚀形貌图、极化曲线以及EIS表征样品的防腐性能。结果表明:聚吡咯镀层均匀、致密展现出良好的机械屏蔽性能。聚吡咯为无定形结构,吡咯单体之间以C—C键连接成链式聚吡咯。聚吡咯镀层表现为疏水性能,且热稳定性良好。浸泡在3. 5%Na Cl溶液中136 h后,铝合金出现大量点蚀现象,而聚吡咯镀层并没有出现严重腐蚀现象。聚吡咯镀层的腐蚀电流密度比铝合金更小,对铝合金保护率达到80. 8%。此外,聚吡咯镀层的溶液电阻与电荷转移电阻比铝合金高很多,表明其对溶液中电解质离子有更强的阻碍作用以及低电荷转移速率,防腐性能优异。     

基于聚丙烯腈基碳纤维红外辐射特性的飞机除冰性能

采用通电加热方式研究了聚丙烯腈(polyacrylonitrile PAN)基碳纤维的红外发热特性,进一步探索了其除冰性能。结果表明随输入功率的增加,碳纤维表面的升温能力显著提升,当输入功率为23.92 W时,样品在100 s内可升至215℃。当输入电压低于5 V时,碳纤维电阻出现先增加后减小的现象,表明了PAN基碳纤维的半导体特性。红外成像测试表明碳纤维表面温度分布均匀。融冰实验表明碳纤维样品的面积、温度、距离、融冰水等因素都对融冰速率都有影响;随着碳纤维加热片样品温度和面积的增加以及融冰水的去除冰柱融化时间不断缩减,纤维红外辐射强度随距离增加而迅速衰减。恒定温度为125℃时,5 cm×5 cm样品最大融冰速率为0.385 g/min。恒定面积时,125℃时最大融冰速率相对于室温自然融化提升了115.3%。当面积温度恒定时,有无融冰水情况下,融冰速率相差43.9%。实验证明,利用碳纤维的红外辐射加热在飞机除冰方面这具有较大潜在应用价值。     

基于碳纤维红外辐射特性的除冰研究

采用通电加热方式研究了PAN基碳纤维的红外发热特性,进一步探索了其除冰性能。结果表明随输入功率的增加,碳纤维表面的升温能力显著提升,当输入功率为23.92 w时,样品在100 s内可升至215 ℃。当输入电压低于5 V时碳纤维电阻出现先增加后减小的现象,表明了PAN基碳纤维的半导体特性,红外成像测试表明碳纤维表面温度分布均匀。融冰实验表明碳纤维样品的面积、温度、距离、融冰水等因素都对融冰速率都有影响,随着碳纤维加热片样品温度和面积的增加以及融冰水的去除冰柱融化时间不断缩减,纤维红外辐射强度随距离增加而迅速衰减。恒定温度为125℃时,5 cm × 5 cm样品最大融冰速率为0.385 g/min。恒定面积时,125 ℃时最大融冰速率相对于室温自然融化提升了115.3%。当面积温度恒定时,有无融冰水情况下,融冰速率相差43.9%。实验证明,利用碳纤维的红外辐射加热在飞机除冰方面这具有较大潜在应用价值。     

可光热除冰的纳米碳管/环氧树脂复合涂层的制备及防腐性能研究

针对民航飞机在高空、寒冷区域飞行时存在的结冰问题，以环氧树脂中掺杂一定含量的碳纳米管制备复合材料涂层，优化提升民航飞机的除冰性能，同时对改善民航飞机机翼蒙皮的防腐性能展开研究。测试表明碳纳米管含量为0.5%时复合材料光热性能更好，温度上升明显。光热循环稳定性测试表明，碳纳米管含量为0.5%时，在150mW/cm2的光照下该复合涂层具有光热稳定性能；自愈性能分析测试得知，在表面受到一定程度的破坏后，该复合涂层能通过加温的方式实现自愈合；电化学工作站测试极化曲线分析中，碳纳米管含量为0.5%的复合涂层腐蚀电位最大为-1.510V，表明其腐蚀速率最低；在静态全浸测试中，碳纳米管含量为0.5%的复合涂层质量减少最小，表明其防腐蚀性能更好。