|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
编织结构陶瓷基复合材料力学性能预测及强度分析技术
编织结构陶瓷基复合材料由于其耐高温、抗氧化的特点，是高推重比航空发动机高温部件最有应用前景的候选材料。在此背景下，研究开发了编织结构陶瓷基复合材料力学性能预测和结构强度分析技术。 项目通过稳态热固耦合平衡方程推导建立了热固耦合双尺度渐进均匀化分析方法，得到宏细观物理量间的对应关系偏微分方程。利用变分原理推导得到宏细观物理量对应关系方程的有限单元形式，完成热固耦合双尺度渐进均匀化分析程序的开发；针对编织结构复合材料的多尺度结构特点，完成了复合材料的细观、微观多尺度RVE建模方法研究。最后，通过引入材料分布模型描述复合材料构件局部材料坐标，建立了复合材料构件宏细微观多尺度热固耦合分析体系。 此项技术通过多尺度RVE建模、热固耦合双尺度均匀化分析能够较为准确的预测陶瓷基复合材料及其构件的热力学性能，得到相关材料参数，为材料的应用提供分析方法。应用此项技术，复合材料热力学性能预测值与材料单位提供的实验值相吻合，预测的宏观弹性模量与拉伸实验测量值最大相对误差12%以内。同时开展陶瓷基复合材料发动机典型结构实验研究，应变预测值与实验测量值最大相对误差7%以内。
北京航空航天大学
2021-04-13
高性能W-Cu复合材料制备新技术
由于W和Cu两种材料的熔点相差较大，采用熔铸方法很难使两组元之间均匀熔化和熔合，传统的W-Cu复合材料制备方法主要采用粉末冶金制备技术：包括熔渗法、活化烧结法等。熔渗烧结时，液相Cu仅靠W骨架孔隙的毛细管作用渗入，铜凝固相不容易细小均匀；而高温烧结又会使W颗粒聚集长大，最终形成粗大不均匀的组织。活化烧结法通常是在W粉中加入少量Fe、Ni、Co等活化剂，但活化剂的加入会显著的降低W-Cu材料的电导率，同时活化烧结后钨坯的收缩变形较大，并且其烧结率随烧结温度的不同而变化，钨坯的密度不好控制，最终导致渗铜后W-Cu材料的化学成分偏差较大。这些组织的不致密与不均匀最终影响材料的关键性能如硬度、断裂强度、电导率、热导率等。 随着科学技术的发展，对高比重W-Cu合金的成分、结构形态，强度、致密性以及尺寸稳定性及变形能力等性能要求越来越高，急需制备技术的创新和发展。冷喷涂是近年发展起来的一种新型喷涂技术，由于喷涂温度较低，喷涂材料不易氧化，涂层能够保持原始设计成分；另外热影响小、热残余应力低，能够制备厚涂层及块体材料。 然而研究发现，采用两组元或多组元机械混合粉体喂料制备冷喷涂复合涂层时，如果不同组元之间颗粒材料的特性相差较大，则它们的沉积行为及沉积难易程度就会各不相同，最终导致涂层中软质相含量较高、硬质相含量偏低，使涂层偏离设计成分；即使通过提高混合粉体中硬质相的相对含量也很难从根本上解决上述问题。本发明提供了一种以铜包钨粉末为原料用冷喷涂技术制备钨、铜复合材料的新方法。制备的复合材料沉积体无氧化，保持了与粉体喂料相同的组织结构；W和Cu两相分布均匀，无偏聚，孔隙率低；硬质相钨含量比采用混合粉制备的涂层大幅度提高；而且还可以通过后续致密化处理使材料进一步致密化。 已申请专利：“一种制备高钨含量、均匀致密W-Cu复合材料的方法”，中国发明专利申请号：201110329570.1.，专利申请时间：2011.10.26，专利公开日：2012.02.29
北京科技大学
2021-04-11
树脂基复合材料制造模拟与优化技术
北航针对复合材料结构制造低成本化和数字化的发展需求，在多项国家重大研究项目的支持下，对热压工艺和液体成型工艺的固化成型基础理论、制造缺陷形成机理与控制方法、工艺过程数值模拟与优化技术、材料工艺特性测试表征方法与工艺特性数据库等方面进行了系统深入的研究，在复合材料制造过程数字化技术上填补了多项国内外空白。 已建立先进树脂基复合材料制造模拟与优化技术及相应的软件，用于先进复合材料制造过程的分析、缺陷预测和工艺参数的优化，适用于各种结构形式和制造方法，可明显提高产品质量，降低制造成本，缩短研制周期，提高材料的利用率，对促进复合材料用量和应用水平的提高具有非常重要的意义，在航空航天、风电叶片、汽车等领域具有广泛的应用前景。 研究成果已在多家航空航天研究院所及主机厂的工程实际中得以应用，如雷达罩、防热套、波形梁、飞机鸭翼梁以及直升机起落架等，取得了良好的效果，显著缩短了制造周期、降低了制造成本、提高了产品合格率。 相关成果在2009年获得了国防科技进步一等奖和国家科技进步二等奖，并获批国家发明专利5项。
北京航空航天大学
2021-04-13
大尺寸块体非晶及其复合材料制备技术
开发了一种制备大尺寸块体非晶合金的方法，利用该技术方法还可以制备非晶合金基复合材料。该项技术已经获得授权国家发明专利 2 项。产品性能、指标大尺寸块体非晶合金或非晶合金基复合材料产品非晶一致性好、尺寸大，理论上可以做到任意尺寸，目前可以做到 500mm×300mm×300mm。适用范围、市场前景块体非晶合金具有超强、超硬、耐腐蚀等优点，而且可用于制备块体纳米晶材料，但目前制备尺寸受到限制。本成果的目标产品适用于生产、应用超强、超硬金属材料的企业
江苏大学
2021-04-14
钨颗粒增强非晶基复合材料制备技术
本技术利用微喷射粘结3D打印技术将钨粉和非晶合金粉末制成预压坯，将预压坯进行加热抽真空，采用热等静压进行热压成形，制备出钨颗粒体积分数高、非晶合金基体为完全非晶态结构且力学性能好的复合材料。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
非晶合金因其独特的非晶态结构，具有明显优于传统晶态合金的力学、物理和化学性能，如高强度，良好的耐磨性和耐腐蚀性等性能，但是非晶合金最大的的缺陷是缺乏宏观室温塑性，仅表现出极小的塑性变形能力。在非晶合金中添加晶体钨，既能增加材料密度，也可以在非晶基复合材料的塑性变形过程中诱发非晶基体中多剪切带的萌生和扩展，保证相应的非晶基复合材料具有高强度、剪切“自锐性”等特性，同时又增加塑性与韧性，使其应用范围更加广泛。粉末冶金可以突破尺寸和形状限制，相比传统制备方法具有众多有益效果，但是金属钨与非晶合金的密度差异显著，通过直接球磨混粉的方式很难将两种粉末混合均匀。
本技术利用微喷射粘结3D打印技术将钨粉和非晶合金粉末制成预压坯，将预压坯进行加热抽真空，采用热等静压进行热压成形，制备出钨颗粒体积分数高、非晶合金基体为完全非晶态结构且力学性能好的复合材料。项目旨在得到一种大尺寸、外加高含量且能均匀分布的小颗粒韧性相非晶基复合材料的制备方法。对于制备粉末密度差异大的其他复合材料同样具有重要的指导意义。
华中科技大学
2022-07-26
超轻质抗烧蚀防隔热复合材料技术
超轻质防火保冷复合材料在冷库、冷链运输车、新能源汽车发动机电池防护等方面需求旺盛，可以替代传统的岩棉、聚氨酯、EPS泡沫等隔热材料。
一、项目分类
显著效益成果转化
二、成果简介
(1)材料体系创新；
(2)材料微结构创新；
(3)材料的大尺寸一体化低成本工艺创新；
该类材料体系属于国内首创，达到国际领先水平。
超轻质防火保冷复合材料在冷库、冷链运输车、新能源汽车发动机电池防护等方面需求旺盛，可以替代传统的岩棉、聚氨酯、EPS泡沫等隔热材料。
哈尔滨工业大学
2022-08-12
高柔韧 PZT 压电复合材料的制备技术
锆钛酸铅(PZT)是一种非常重要的无机功能材料， 由于 PZT 陶瓷或薄膜具有优异的压电、介电和光电等电学性能，在电子技术、超声技术、计算机技术等高新技术领域中广泛地用作滤波器、传感器、换能器、 存储器等电子元器件。但块、片状 PZT 压电陶瓷材料质地非常脆，不适合应用在复杂表面结构，而且其在拉张力下极不牢固，抗疲劳性较差；另外， 压电陶瓷片与结构构件材料的声阻抗匹配性差， 压电陶瓷片各向异性小，导致厚度方向与径向的机电耦合系数相差不大， 不但不能得到单纯厚度方向的振动，且损失了部分振
江苏大学
2021-04-14
复合地基理论、关键技术及工程应用
奖励类别及等级：2018年国家科技进步一等奖
成果简介：
项目针对软弱地基工程建设的迫切要求，并结合我国发展中国家的国情，经过近30 年科技攻关，在复合地基理论体系、考虑基础刚度影响的路堤下复合地基设计理论和方法、经济高效的新型复合地基技术和复合地基工程应用体系等四个方面取得自主创新突破，形成系统的复合地基理论、设计方法和关键技术，主编我国复合地基相关主要规范、标准5部，参编1部；出版学术著作6部，发表SCI/EI论文360篇；授权发明专利17项、实用新型专利39项；获批国家及省部级工法4项。成果已成功应用于京津城际高速铁路、京沪高速铁路、京沈客运专线、通平高速公路等重大工程中，产生了巨大的社会经济效益。
长安大学
2021-02-01
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料耐腐蚀、耐高温、耐磨损、韧性高，能够广泛用于能源、交通、化工等领域的关键部件，比如摩擦制动材料、耐化学腐蚀叶片等。
东南大学
2025-02-08
聚乳酸直接缩聚工艺及聚乳酸立体复合材料开发
聚乳酸是一种新型可生物降解材料。近?0年来，聚乳酸发展迅速。虽然聚乳酸已吸引了全球的眼球，但聚乳酸的性价比低于石油基树脂是制约聚乳酸产业发展的关键因素，而且聚乳酸的耐热性、抗冲击性能较差，限制了其应用，而居高不下的价格也令市场难以接受。因此应从聚乳酸合成－具有立体复合结构的耐热聚乳酸材料开发－改性应用加工的全技术链角度进行系统的技术改进，以促进聚乳酸产业的发展。本技术以高纯度手性乳酸为基础，开发了熔融缩聚－固相缩聚制备高分子量聚乳酸的工艺；突破了稳定的、分子量可控的手性聚乳酸合成的技术瓶颈，以手性聚乳酸为原料，通过熔融共混、结晶成核控制等方法开发了聚乳酸立体复合材料；针对聚乳酸材料的结构特点和加工流变特性，开发了聚乳酸的改性配方；可开发出一系列耐热性能、机械性能优异的聚乳酸应用制品。已完成直接熔融缩聚法合成聚乳酸工艺的开发研究，可获得分子量Mw在1～8万可控、高产率的聚乳酸，并公开发明专利1篇。已完成固相缩聚法合成聚乳酸的工艺技术开发研究，已获得高分子量（Mw为40多万）的聚乳酸，为进一步放大实验提供了良好的基础。已能合成不同光学纯度和不同分子量的聚L-乳酸和聚D-乳酸，开发的聚乳酸立体复合材料熔点≥210℃，热变形温度≥110℃。有自主知识产权；中国发明专利?项：CN1810878A ；CN101735429；CN101875765A。
华东理工大学
2021-04-11