高性能纤维增强混凝土与筋材复合体系拉伸性能研究

超高性能混凝土（UHPC）具有优异的抗压强度，而超高延性水泥基复合材料（ECC）具有优良的拉伸应变强化能力，二者均属于高性能纤维增强基材。纤维增强复合材料筋（FRP bar）具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性能好的优点。高性能基体与高强度筋材的结合使用，有望解决传统钢筋混凝土结构的耐久性问题，同时保证结构体系的承载能力。选取力学性能不同的3种基体（普通混凝土、ECC和UHPC）与2种筋材（钢筋、BFRP筋），在其材料性能试验基础上，对其组成的6种配筋复合体系进行了轴拉试验。试验结果表明，复合材料的拉伸性能受多种因素的影响。高性能基材可以有效地提升构件强度，但复合体系的变形能力由基材与筋材中应变能力较弱的一方决定；高性能基材所提供的抗拉贡献和应变软化会导致复合体系提前进入破坏状态，反而降低了体系的延性（拉伸变形能力）。初步证明，基于高性能材料的结构构件设计必须综合考虑材料各自的力学性能和材料间相互作用造成的综合影响。     

复合材料

复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。该类材料不仅性能优于组成成分中的任意一个单独的材料，而且还可具有组分单独不具有的独特性能。     

聚合物基复合材料单向板黏弹性模型

为了建立一种由基体的黏弹性获得复合材料黏弹性的新方法,从基体材料的黏弹性模型出发,提出一种复合材料单向板黏弹性模型.由该模型的平衡方程组,经拉普拉斯变换与逆变换推导其黏弹性本构关系,该表达形式与基体材料的黏弹性本构方程具有相同的形式.进行了基体材料和复合材料单向板的黏弹性实验,结果表明:复合材料单向板的蠕变柔量公式的实验拟合参数值与理论推导的参数值较为接近,该模型能够较准确地表达复合材料单向板的黏弹性行为.该模型只须测出基体的弹性模量及蠕变常数、复合材料单向板的弹性模量及基体含量,即可预测聚合物基复合材料单向板的黏弹性行为.     

TiC/TiAl复合材料微观结构观察及强韧化机理分析

采用放电等离子烧结(SPS)技术，制备了质量分数为10％的TiC／TiAl复合材料，从微观结构上研究了TiC颗粒对TiAl基体材料力学性能的影响。实验结果表明：在TiC，TiAl复合材料中TiC颗粒主要分布于晶界，少量进入基体晶粒的内部，形成晶内型结构；TiC颗粒的引入细化基体晶粒的尺寸，有效地阻碍材料内部裂纹扩展，引起裂纹偏转，增加其扩展路径，改善材料的韧性，同时在晶界和晶内形成了一系列位错。位错强化与细晶强化是主要的强化机制，TiC／TiAl复合材料韧性的提高主要源于TiC粒子对裂纹的偏转。     

基于刚体-弹簧元法的全级配混凝土本构特性模拟

在细观层次上把混凝土看作是由粗骨料、硬化水泥砂浆基体组成的两相非均质复合材料,采用适宜极限分析及处理微裂纹行为的刚体－弹簧元法,研究了不同的组成成分对材料的影响,建立起混凝土的细观结构以观性能之间的关系。     

温压-原位反应法制备C/C-SiC复合材料及其显微结构分析

采用温压-原位反应法制备炭纤维增强炭和碳化硅双基体(C/C-SiC)复合材料,利用X线衍射分析材料组成,并通过扫描电子和透射电子显微镜从不同尺度观察复合材料的微观结构。研究结果表明：硅炭原位反应生成的SiC是面心立方β-SiC,并以多种形态分布在C/C-SiC复合材料中,主要有小颗粒状、圆弧状、多面体形状和不规则形状等;树脂炭基体和SiC基体之间存在非晶界面相,SiC基体的晶面间距约为0.4 nm,并存在大量孪晶,呈现平行分层生长的形貌。     

纤维复合材料——材料市场中的新型材料

复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。这种新材料既保留原组成材料的重要特色,又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。 纤维复合材料是复合材料按照结构分类中的一种,是以一种纤维材料为基体,另一种纤维材料为增强体,将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成的新材料。各种组成纤维材料在性能上能互相取长补短,产生协同效应,使纤维复合材料的综合性能优于原组成材料,从而满足各种不同需求。例如：玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。其中就玻璃纤维而言,由于高强度玻璃纤维性价比较高,因此增长率也比较快,年增长率达到1O％以上。其应用范围也不仅局限于军用方面,民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品,各类耐高温制品以及轮胎帘子线等。 迄今为止,我国高强度玻璃纤维已达到国际先进水平,且拥有自主知识产权,形成了小规模产业,现阶段年产可达500吨。碳纤维复合材料具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。 在纤维复合材料主要应用领域中,由于它与传统材料相比有很多优点：比强度和比模量高;抗疲劳性好;减振能力好;高温性能好;破损安全性好;性能的各向异性及可设计性强等,使得在桥梁和房屋补强、隧道工程以及大型储仓修补和加固中市场前景看好。     

石墨烯/聚合物纳米复合材料研究进展

 石墨烯是由单层碳原子通过共价键结合形成的二维片层状结构,是一种新型碳类纳米材料,具有优异的力学、电学和热学等性能,被认为是一种非常有前景的材料,近年来广泛用于改性各种聚合物。本文回顾了石墨烯/聚合物纳米复合材料的制备方法、性能和应用现状;综述了石墨烯/聚合物纳米复合材料的强度、刚度、韧性、电学和热学等性能的研究进展。主要内容包括石墨烯改性聚合物常见的3种制备方法(溶液共混、熔融共混和原位聚合)及其对石墨烯在聚合物基体中分散性的影响,石墨烯/聚合物纳米复合材料力学性能变化规律与作用机理,石墨烯微观结构等因素对材料热学性能以及导电阈值的影响等;讨论了石墨烯/聚合物纳米复合材料的潜在应用和面临的挑战和机遇,并展望了其低成本产业化的发展前景。     

复合厚膜NTC热敏电阻材料的研究

本文研究了一种新型复合厚膜 NTC 热敏电阻材料。这种材料是由负温度系数热敏半导体陶瓷(简称 NTC 热敏半导瓷)、硼硅酸铅系玻璃粉和适量的导体粉末(银粉)组成的三成份体系复合材料。与由 NTC 热敏半导瓷一玻璃粉组成的常规二成份体系相比,用这种复合材料制成的厚膜 NTC 热敏电阻器的性能更优良。文中通过电阻器的微观结构及其等效电路,较好地解释了材料结构与性能的关系。     

包囊游仆虫无性生殖周期中细胞结构的研究

包囊游仆虫表膜含有质膜和表膜泡。表膜下纵纤维层中其腹面由单根微管纵向排列组成，背面由每三根微管形成“品”字形微管单元，背面银线网是一种真实的嗜银结构，它可能是表膜泡结构间隙中的沉积物；细胞皮层中非纤毛器细胞骨架主要包括束状、网状骨架系统以及其他一些微管束，纤毛器细胞骨架其基体间含有托架及其连接纤维，基体并向细胞质放射出纤维。另外，小根纤维由多根微管在一起组成，基体及有关微管纤维形成具有不同的连接方     

现代军事武器广泛应用复合材料

随着现代军事武器综合性能的提高,使用单一的材料已不能适应要求,因此复合材料倍受青睐。许多复合材料比钢强,比钛韧,比铝轻,无论从加工性能还是从机械性能上来说,都是单一材料无法比拟的,人们甚至可根据武器的战术要求来设计复合材料。玻璃钢是最早的复合材料之一。复合材料是由基体材料和增强材料通过适当技术制成的变相型材料。一般基体材料有聚酰胺、环氧树脂、钛、铝合金等,而增强材料     

基于能量密度支函数的混凝土宏细观屈服准则的构建

把混凝土看作是由骨料、砂浆基体和他们之间的界面组成的复合材料,并假定骨料形状为球形且不屈服以及砂浆基体服从D-P屈服准则,通过引入能量密度支函数来反映砂浆基体的屈服面,并构造一函数逼近序列来解决屈服边界不可导的问题,最后由非线性均匀化技术推得混凝土材料的一个宏细观屈服准则的关系式,并由它探讨了界面连接状态和骨料含量对宏观摩擦系数的影响规律.     

材料新秀——倾斜功能材料

倾斜功能材料是一种崭新的材料,已经引起国内外材料界的极大兴趣。所谓倾斜功能材料,是指由象金属和陶瓷、陶瓷和塑料等这样不同性质的材料,不通过复合而是通过连续改变组成的融合材料。由于沿厚度方向其组成逐渐变化,从而使功能也逐渐变化。例如陶瓷和金属组成的倾斜功能材料(超耐热材料),沿厚度方向,一侧能耐高温,一倾导热率很高,机械强度逐渐降低而导热率逐渐增大。倾斜功能材料不同于均质材料,也不同于一般的复合材料。一般的复合材料都有界面,如在包覆层与基体金属或强化纤维与母材之间必燃会有异相界面,在该界面处往往产生热应力剥离、界面反应等问题。倾斜功能材料从表面上看与层压复合材料一样,一面是一种材料,另一面则是另一种材料,但是     

形状记忆合金短纤维增强复合材料的热相变行为

基于Eshelby等效夹杂模型和Mori—Tanaka的场平均法，考虑到形状记忆合金材料的强物理非线性和基体材料的弹塑性，发展了增量型的等效夹杂模型．基于该模型，探讨了形状记忆合金短纤维增强弹塑性基复合材料在应力自由状态下的热相变特性，特别研究了基体材料的塑性对复合材料热相变特性的影响．计算结果表明：当基体进入屈服阶段后，在复合材料卸载过程中出现残余应力；弹塑性基体复合材料的特征相变温度偏移随纤维体积分数的变化规律与弹性基体复合材料的变化规律不同，其热相变特性有显著的区别．     

SiC颗粒增强铁基复合材料的现状及展望

Si C颗粒增强铁基复合材料是一种新型结构材料 ,具有很高的实用价值 ,但在复合过程和复合效果方面尚存在不少有待解决的问题。文章对用粉末冶金法制备 Si C颗粒增强铁基复合材料工艺及性能进行了阐述 ,讨论了复合过程中有关基体合金化、基体与增强相的结合界面、Si C表面处理和 Si C含量对材料性能的影响等问题 ,并指出了进一步的研究方向     

环氧/粘土纳米复合材料的形成机理与性能

纳米复合材料是指分散相至少有一维尺寸小于10~2nm 量级的复合材料。由于分散相具有极大的比表面积和与基体间更好的界面结合,纳米复合材料通常比同组成的常规复合材料力学性能更好,此外纳米复合材料还可具有一些特殊功能,因此纳米复合正式成为开发新型材料和对已有材料进行改性的     

SiC颗粒增强铝合金基复合材料的研究

本文对采用粉末冶金法制备的ＳｉＣ颗粒增强铝合金基复合材料进行了显微组织分析和初步力学性能测试。结果表明，用粉末冶金法制备的复合材料，组织致密，颗粒分布均匀。与相应的基体材料相比，复合材料的弹性模量、硬度显著提高。ＳｉＣ颗粒加入对基体材料抗拉强度及应力应变行为的影响则取决于基体的性能及基体与颗粒表面的结合力。     

实型熔铸颗粒强化制备金属基复合材料新技术的研究

把实型铸造与熔铸技术有机结合提出金属基复合材料颗粒强化新技术。通过在实型铸造的泡沫材料的特定部位，事先将高性能合金进行弥散分布处理，浇铸金属母液，在金属结晶凝固过程中，在保持基体材料成分及性能不变的情况下，一次性获得表层或内表层具有特殊性能的金属基复合材料铸件。复合材料层成分、组织由表层向基体呈梯度分布，厚度可控，可以进行机械后加工。     

复合材料中的偏微分方程理论研究

在过去的50年，复合材料的发展无疑是现代技术中的一个重要且成功的领域.复合材料通常由基体材料和夹杂材料复合而成.高对比度复合材料在使用过程中，当夹杂彼此靠得很近时，往往会产生电场、磁场或应力场等物理场的集中现象，这是数学物理领域中的一个重要课题.将着重介绍在过去的二十多年弹性复合材料应力集中问题在偏微分方程理论方面取得的一些重要进展和一些待解决的关键问题.     

三维纺织复合材料和铝中冲击应力波传播与能量吸收

比较两种三维纺织结构复合材料(三维针织间隔织物和三维正交机织物复合材料)圆板和铝圆板间 的冲击行为,讨论三维纺织结构复合材料和均质各向同性材料间的冲击损伤机理.用不同冲击速度下复合材料和铝的裁荷位移曲线分析冲击加栽下应力波在材料中的传播,同时与有限元计算结果作对比分析.发现复合材料有纤维束断裂、基体开裂以及复杂的应力波传播现象,而铝只表现出弹塑性变形.