纳米MnO_2在碳棒上的固载

用电解法制备了纳米MnO2颗粒.以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与纳米MnO2颗粒作为前驱体,以无水乙醇为溶剂,在超声波震荡下制得纳米MnO2均匀分散的黄绿色PVP溶胶.以电纺丝技术制得PVP/MnO2纤维和PVP/MnO2纤维充分缠绕的碳电极.氮气保护下,于550℃马弗炉中处理,得到固载良好的纳米MnO2电极.用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FT-IR)等测试手段对超细纤维进行了表征.     

由碳纤维看新材料对新技术的引导

1碳纤维的结构与性能 碳纤维是指碳质量分数在90％～95％之间的无机高分子纤维,是一种新型非金属材料,具有耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、强度高、纤维密度低等特点。碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷、混凝土等基体复合,构成复合材料,用作航空航天、汽车、体育器械、纺织、化丁机械及医学等领域的结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度、比模量综合指标,在现有结构材料中是最高的。在强度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域,以及在要求化学稳定性高的场合,碳纤维复合材料都颇具优势。     

碳纤维布用于深埋隧道衬砌裂缝的加固效果

为评价公路隧道衬砌裂缝的碳纤维布补强效果,同时为类似隧道工程提供加固措施依据,利用有限元软件对裂缝补强效果进行了详细的计算分析。通过现场检测某深埋长大公路隧道交叉口段二次衬砌的开裂状况,从地质构造学角度分析裂缝成因表明:衬砌开裂是由于围岩地应力侧压力偏大,侧洞开挖后导致衬砌应力重分布而产生向拉应力超过混凝土抗拉极限强度而产生局部开裂。基于有限元理论对隧道开裂段加固前后衬砌结构的应力场及位移场进行了对比分析,同时分析了碳纤维布的变形状况。结果表明,当二次衬砌开裂后将碳纤维布粘贴于衬砌内表面,由于碳纤维布参与承担荷载,对混凝土衬砌受拉变形起约束作用,碳纤维作为抗拉材料能有效控制衬砌裂缝的扩展。     

碳纤维增强PVC复合材料技术研究

聚氯乙烯是我国产量最大的热塑性树脂之一,但当它单独用作结构材料时,它的拉伸强度、硬度、弯曲模量及软化点较低,因此本文将采用短切碳纤维与PVC复合,通过配料混匀→混炼→压片→裁样条→力学性能测试的工艺流程,对制得的试样进行缺口冲击试验、拉伸性能测试等,分析了短切碳纤维含量对PVC复合材料力学性能的影响以达到改良其特性的目的,为最终实现工业化生产奠定基础。     

Design and Manufacturing of a Composite Lattice Structure Reinforced by Continuous Carbon Fibers

Introduction Three dimensional lattice materials are made up of in- terconnected lattices of straight struts. These materials are optimized as light-weight structural materials, and can be synthesized from polymers or light-weight met- als[1-3]. As struct…     

水泥基碳纤维智能层检测混凝土梁的试验研究

为研究水泥基碳纤维复合材料的应变传感特性,对带有预制裂缝的混凝土梁试件进行三点弯曲试验。试验结果表明:水泥基碳纤维智能层传感器可感知混凝土梁平均应变的变化;且其与弯拉荷载呈线性变化关系。在压阻效应第一阶段,短切碳纤维发生重新搭接而使得水泥基智能层的电阻变化率随平均应变的增加而急剧增加;在压阻效应第二阶段,水泥基智能层形成新的导电网络其电阻变化率基本趋于稳定;且与梁的平均应变有很好的线性一致性。因此,可通过监测水泥基智能表层电阻变化率来监测梁的平均应变,从而达到检测裂缝宽度的要求。     

预应力碳纤维加固桥梁结构疲劳性能试验研究

通过对两组不同预应力水平碳纤维布加固梁分别进行单调静载试验与疲劳试验研究,考察了各级荷载作用下裂缝开展、应变和挠度的变化情况,并得到了开裂荷载、屈服荷载及极限荷载.结果表明:随着碳纤维布预应力水平的提高,裂缝宽度变小,长度变短,挠度也有较大程度的降低;开裂荷载,屈服荷载与极限荷载均有了不同程度的提高.     

偏压作用下碳纤维布加固H型钢柱承载力分析

随着时代的飞速发展,世界上采用钢结构体系的建筑数量急剧增加。考虑到许多采用H型钢柱的钢结构的建筑其柱构件可能会发生老化或者建筑本身改变使用功能后钢柱承载力可能不足,故本文对碳纤维布（carbon fiber reinforced plastic)加固偏压H型钢柱进行了理论推导和试验研究工作,通过参考已有规范和采用等代的思想将碳纤维增强复合材料面积转化为相应的钢材面积,得出偏压H型钢柱经碳纤维增强复合材料加固后极限承载力计算公式,并将理论推导的计算结果和实际试验的观测结果进行对比,计算值和试验值的误差稳定在一定范围内,证明了公式计算的准确度。本文讨论了不同碳纤维增强复合材料加固层数和不同偏心距对H型钢柱加固后极限承载力的影响,研究表明碳纤维增强复合材料加固偏压H型钢柱会提高钢柱的承载能力,但随碳纤维增强复合材料层数的增加,承载能力提升的幅度会逐渐变小;碳纤维增强复合材料对偏心距较大试件的加固效果明显强于偏心距较小试件的加固效果。通过理论推导与试验表明碳纤维布加固法是在几乎不影响原钢构件受力性能情况下加固钢构件的较好方法之一。     

激波作用下碳纤维混凝土的压敏性试验研究

对圆柱形碳纤维混凝土试样,在激波管上进行了冲击作用试验,研究试样在激波作用下的压敏性。试验结果表明,相比60 mm长的试样,电容更大的40 mm长试样在激波作用下其电阻变化的初始阶段出现了暂态效应,验证了试样电容决定暂态效应的严重程度,并且荷载的大小对暂态效应也有影响。在激波阶跃压力持续时间段,两种长度尺寸的试样的电阻变化均出现相应的稳定平台。在相同压力作用下,长度较大的试样电阻变化更大。试样的电阻变化能较好地反映试样的受载情况。     

碳纤维加固钢桥面板U肋对接焊缝疲劳试验

为探究钢桥面板U肋对接焊缝的疲劳开裂机理与修复加固方法,设计了2个带嵌补段的足尺单U肋试件模型,通过模型试验研究了该细节的疲劳破坏模式和实际疲劳抗力。随后,基于线弹性断裂力学方法建立碳纤维增强复合材料（CFRP）加固对接焊缝裂纹模型,通过数值模拟分别研究了CFRP布层数、CFRP布尺寸对疲劳性能的影响。最后,针对U肋对接焊缝介绍粘贴CFRP布无损修复方法和施工工艺流程,并对CFRP布粘贴修复后的裂纹试件进行疲劳测试。结果表明：U肋对接焊缝的疲劳易损点均出现在U肋圆弧过渡处,平均疲劳强度仅为59.7 MPa。经3层CFRP布修复后,不同损伤程度的焊缝疲劳强度约为未加固试件的0.8~2.6倍。粘贴CFRP布能够有效改善钢桥面板U肋对接焊缝的疲劳性能,且满足实桥无损修复的需求。