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关键词： 水泥基复合材料   物化性质   废弃陶瓷   力学性能   机制  

摘要： 废弃陶瓷作为一种固体废弃物,质地坚硬,主要化学组成为SiO_(2)和Al_(2)O_(3)。这些特点使废弃陶瓷经简单的物理处理后具有部分替代天然砂石骨料和作为掺合料的潜力。将废弃陶瓷应用于水泥基复合材料的生产中,可缓解天然砂石过度开采、水泥生产过程的高能耗与污染及废弃陶瓷堆积所造成环境污染等问题。本文首先分析了各类废弃陶瓷的物理化学性质;而后从废弃陶瓷在水泥基复合材料中的不同应用形式方面入手,综合评述了废弃陶瓷粗、细骨料及废弃陶瓷粉对水泥基复合材料基本力学性能影响,揭示了废弃陶瓷对水泥基复合材料力学性能的影响机制;最后,讨论并给出了废弃陶瓷在水泥基复合材料中,尤其在绿色超高性能混凝土和高力学保持性能的耐高温混凝土,进一步应用和研究的建议。

关键词： 3D打印   碳纤维   热塑性聚氨酯   力学性能   微波处理   协同效应  

摘要： 为研究“碳纤维-石墨烯”(carbon fiber-graphene,CF-G)增强热塑性聚氨酯(TPU)复合材料3D打印试件的力学性能以及微波后处理的影响,通过螺杆挤出工艺制备了CF-G增强TPU(G+CF/TPU)复合材料线材,然后采用熔融沉积成型技术和微波后处理工艺,制备了G+CF/TPU复合材料3D打印试件。研究表明,CF-G异质结构能够协同提高TPU复合材料的力学性能,特别是采用新型微波后处理工艺后,G+CF/TPU试件的拉伸强度和韧性得到进一步提高。其原因是CF-G异质结构与微波的协同作用促进了增强相与基体之间的界面黏结,减少了3D打印过程中点、层和道之间的内部缺陷。研究结果对于探索3D打印材料的力学性能强化和后处理工艺优化具有积极的意义。

关键词： 碳纤维复合材料   湿热老化   力学性能   寿命预测  

摘要： 对T700/TDE-86碳纤维复合材料开展人工加速湿热老化试验,通过对比分析复合材料老化前后剖面形貌和物理化学特性,探讨了复合材料的吸湿扩散行为,研究了复合材料力学性能演变规律;并构建剩余强度计算模型,结合环境系数预测了湿热环境下复合材料的老化寿命。结果表明:复合材料吸湿率随老化时间延长而逐渐增大直至趋于平缓,符合Fick扩散定律;相对于未进行湿热老化的复合材料,经60℃、95%RH湿热环境老化后的复合材料各力学性能均有所下降,其中剪切强度最为严重,老化64 d后其强度下降率高达25%;基于剩余强度与环境系数预估的T700/TDE-86碳纤维复合材料寿命期限约为30年,为树脂基复合材料未来服役可靠性奠定了基础。

关键词： 盾构渣土   再生固化充填材料   流动性   无侧限抗压强度   微观结构试验  

摘要： 城市地下空间的营造与开发会产生大量的盾构渣土,传统的渣土处理方式对生态环境和资源保护带来重大挑战,将胶凝材料和盾构渣土结合后制备的再生固化充填材料(RSS-ER)可有效地解决这一难题。在确定水固比为0.35前提下,选择矿粉、粉煤灰和硅粉进行不同的正交组合,并开展不同配合比RSS-ER的流动性试验、无侧限抗压强度试验及微观结构试验。研究表明:RSS的流动性可满足一般回填工程中对于充填材料的要求;RSS-ER的无侧限抗压强度与养护时间呈正向关系,且室内常温养护的试件强度高于水下养护的试件;渣土骨架间的孔隙被水化产物C-S-H凝胶和C-A-S-H凝胶充填,是RSS-ER整体性及强度得以提高的原因。

关键词： 热处理工艺   汽车用合金钢   力学性能   摩擦磨损  

摘要： 为了提升汽车的安全性,采用热处理工艺对汽车用合金钢进行热处理。为验证热处理工艺对汽车用合金钢力学性能的影响,以NiCrMoV钢作为主要研究对象,分析NiCrMoV的力学性能。利用感应淬火工艺对NiCrMoV进行处理,在马氏体组织和合碳化物析出后,由回火工艺对NiCrMoV产生的内应力进行相应处理。选用MFT-3000型摩擦磨损试验机作为核心设备,将GCr15球作为试验的对磨材料。利用MFT-3000型摩擦磨损试验机分别向试验样本施加50、100、150、200 N的载荷,滑动速度分别调节至10、20、30、45 mm/s。试验结果表明,通过对汽车用合金钢进行热处理,有利于提升汽车用合金钢的力学性能。

关键词： 短切碳纤维   分散性   表面氧化   石膏基复合材料   力学性能  

摘要： 采用H_(2)O_(2)和NaClO对短切碳纤维进行表面氧化处理,并采用PCE、HPMC以及超声对其进行分散处理,制备短切碳纤维增强石膏基复合材料,并对其力学性能进行研究。结果表明:经过氧化处理后,短切碳纤维表面亲水含氧官能团羟基和羰基含量增多,表面粗糙度增大;氧化处理后的短切碳纤维在PCE溶液中分散效果最好;短切碳纤维的加入有效提高石膏硬化体的抗压强度,当掺1%采用PCE分散处理的6 mm短切碳纤维时,石膏硬化体强度最高,较未掺时提高72.4%,这是由于PCE在短切碳纤维表面的吸附性和PCE与石膏颗粒反应形成的空间位阻效应双重作用提高了短切碳纤维在石膏浆体中的分散性,进而提高了短切碳纤维增强石膏基复合材料的抗压强度。

关键词： 跨校修读学分   材料力学   教学改革  

摘要： “材料力学”作为工程学科的核心课程,对于培养具有扎实理论基础和实践能力的工程技术人才至关重要。随着教育国际化和信息化的发展,跨校修读学分成为提升教育资源利用效率、促进学生全面发展的重要途径。本文旨在提出跨校修读课程的现状与挑战,并探讨如何提高“材料力学”课程在跨校修读学分中的教学质量,以期为高等教育改革提供参考。

关键词： 复合材料   力学性能   粉末冶金   铝粉粒径   热压温度  

摘要： 将不同粒径(13μm和32μm)的Al粉在不同温度用粉末冶金加热挤压工艺制备出复合材料15%SiC/2009A1,用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和电子万能试验机对其表征,研究了Al粉的粒径对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,用小粒径Al粉在任一温度热压制备的复合材料其强塑性都优于用大粒径Al粉的材料。其原因有:一,大粒径Al粉使SiC颗粒分布不均匀;二,在用大粒径Al粉制备的复合材料中Cu、Mg元素扩散不均匀,与引入的Fe、O元素生成大尺寸难溶相;三,用大粒径Al粉制备的复合材料中SiC颗粒与铝基体的界面结合较弱(尤其是热压温度较低时),在拉伸变形过程中大量SiC颗粒与铝基体脱粘。用两种粒径Al粉制备的复合材料,随着热压温度的变化其断裂方式不同。用小粒径Al粉在不同温度热压制备的复合材料,其断裂方式均为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。用大粒径Al粉制备的复合材料低温热压时其断裂方式为SiC-Al界面脱粘,热压温度提高可改善界面结合,使断裂方式变为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。热压温度为580℃用两种粒径Al粉制备的复合材料力学性能最佳,尤其是用小粒径Al粉制备的材料其抗拉强度、屈服强度分别达到556 MPa、381 MPa,延伸率达到9.2%。

关键词： 理实结合   “材料力学”课程   教学改革   创新策略  

摘要： “材料力学”课程教学需要在理论与实践相结合模式支持下实施创新改革,从而解决“材料力学”课程教学面临的单一局限问题,为推进“材料力学”课程教学高效合理开展提供有力支持。本文将针对理论与实践相结合的“材料力学”课程教学加以分析,了解理论与实践相结合的“材料力学”课程教学改革现状和要求,从“材料力学”课程教学改革问题入手提出创新对策,借此保证“材料力学”课程理实结合教学效果。

关键词： 材料力学   ChatGPT   人工智能  

摘要： 阐述ChatGPT在材料力学教学中的可能应用场景,从积极影响和消极风险两个方面论述在材料力学教学过程中使用ChatGPT的优势和制约因素,并对普通材料力学授课教师在未来教学过程中如何应对以ChatGPT为代表的人工智能技术提出观点和看法。