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聚脲弹性体防护材料的研究进展

中国表面工程 2021年第6期34卷 1-20页

作者：郭国吉陈彩英王向明王维孟庆实沈阳航空航天大学民用航空学院沈阳110136 沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所沈阳110035 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室沈阳110136

防护材料对提升装备的可靠性与耐久性有着重要的意义,聚脲弹性体是近年来快速发展的一种新型多功能防护材料,在防爆抗冲击、防腐防水、汽车涂料等多个领域表现出了优异的防护效果,因其独特的吸能机理,成为实现高效轻质化防护的重要材料... 详细信息

防护材料对提升装备的可靠性与耐久性有着重要的意义,聚脲弹性体是近年来快速发展的一种新型多功能防护材料,在防爆抗冲击、防腐防水、汽车涂料等多个领域表现出了优异的防护效果,因其独特的吸能机理,成为实现高效轻质化防护的重要材料之一。首次系统地对聚脲弹性体的合成及结构、发展历程、防护应用等方面进行综述,对其微相分离结构、力学特性、抗冲击防爆机理与效果进行重点讨论。研究表明:聚脲弹性体对减弱爆炸冲击波及弹体侵彻载荷有着积极的作用;聚脲弹性体各项优异的理化性能源于其复杂的内部结构,微相分离和氢键化是其重要的内部结构特征。总结了聚脲弹性体研究存在的问题,并对其发展前景进行展望,可为聚脲弹性体的研究和新型防护结构的设计提供参考。

关键词：聚脲弹性体微相分离力学性能防护涂层防爆抗冲击

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石墨烯增强金属基复合材料研究进展

稀有金属材料与工程 2021年第9期50卷 3408-3416页

作者：杨玄依陈彩英杜金航钦兰云杨光孟庆实王维沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室辽宁沈阳110136 沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110136

本文综述了石墨烯及其衍生物等增强相的应用范畴及适用区别,比较了金属基复合材料的不同制备方法,分析传统的制备方法之间的分类特点及应用方向,重点提出了工艺步骤灵活、可控性极高的新型制备石墨烯增强金属基复合材料的方法--激光增... 详细信息

本文综述了石墨烯及其衍生物等增强相的应用范畴及适用区别,比较了金属基复合材料的不同制备方法,分析传统的制备方法之间的分类特点及应用方向,重点提出了工艺步骤灵活、可控性极高的新型制备石墨烯增强金属基复合材料的方法--激光增材制造技术。深入讨论了石墨烯及其衍生物作为增强相,给金属基复合材料中带来的力学、摩擦学、电学、金属耐腐蚀等性能方面的改变,比较了石墨烯及衍生物作为增强相对铝、镁、镍、铜、钛等金属基复合材料性能提高及改善程度以及在不同金属基复合材料中仍存在的增强相各种团聚、分散问题与金属基体的界面结合等及目前提出的处理方案,最后提出制备石墨烯金属基复合材料未来发展方向及新型制备技术仍存在的实际问题。

关键词：石墨烯金属基复合材料制备方法性能

石墨烯纳米片对碳纤维增强金属层板层间力学性能的影响

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西北工业大学学报 2022年第1期40卷 141-147页

作者：赵昌葆曹猛薛红前胡宗浩周志强孟庆实王朔沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110136 西北工业大学机电学院陕西西安710072 沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035

提出一种新的方法,用来改善碳纤维增强金属板(CARALL)的层间黏结强度。将不同质量分数(0,0.1%,0.3%,0.5%和1.0%)的石墨烯纳米片(GnPs)利用超声分散的方法使其均匀分散于环氧树脂中,并利用湿法铺层方法完成CARALL的制作。进行Ⅰ型断裂韧... 详细信息

提出一种新的方法,用来改善碳纤维增强金属板(CARALL)的层间黏结强度。将不同质量分数(0,0.1%,0.3%,0.5%和1.0%)的石墨烯纳米片(GnPs)利用超声分散的方法使其均匀分散于环氧树脂中,并利用湿法铺层方法完成CARALL的制作。进行Ⅰ型断裂韧性的测试,探究GnPs对CARALL层间性能的影响,并进行CARALL的拉伸与弯曲性能测试,研究GnPs对CARALL力学性能的影响。通过SEM与光学图像观察GnPs的增强机制与CARALL试件的失效模式。结果表明,当GnPs的添加量为0.5%时,CARALL具有最佳的层间黏结强度与力学性能。当添加0.5%GnPs时,Ⅰ型断裂韧性提高79%;拉伸强度、弹性模量与断裂应变率分别提高14.5%,11.0%和15.5%;弯曲强度与弯曲应变率分别提高23.9%和81.5%。这是由于添加GnPs到环氧树脂中可以分散CARALL所承受载荷,并利用自身的断裂、拔出和脱黏等机制吸收能量,进一步改善CARALL的层间力学性能。

关键词：碳纤维增强金属层板石墨烯纳米片层间性能力学性能强化机制

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基于情境认知的航空制造生产实习模式探究

高教学刊 2024年第15期10卷 159-163页

作者：孟庆实赵昌葆王朔沈阳航空航天大学沈阳110136

生产实习是工科实践能力和创新能力培养的关键环节。分析目前生产实习中存在的问题,以航空钣金制造为例,提出基于情境认知的航空制造生产实习模式,包括完整反映航空制造过程的全景式真实情境,多层次、多角度的开放式实践任务,面向问题... 详细信息

生产实习是工科实践能力和创新能力培养的关键环节。分析目前生产实习中存在的问题,以航空钣金制造为例,提出基于情境认知的航空制造生产实习模式,包括完整反映航空制造过程的全景式真实情境,多层次、多角度的开放式实践任务,面向问题的高效互动工作群体以及基于问题解决过程的成绩评价四个部分。通过工程问题解决实现场景、任务、人员和过程紧密集成的生产实习模式,促进工程知识的转化和迁移,提高工程实践能力的培养水平,为制造工程类专业人才的培养提供参考模式和应用实践。

关键词：航空制造生产实习情境认知钣金制造工程问题

石墨烯纳米片/环氧复合材料粘合剂的制备与性能研究

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沈阳航空航天大学学报 2019年第3期36卷 28-33页

作者：赵钰韩森森孟庆实沈阳航空航天大学航空宇航学院

通过对天然鳞片石墨热膨胀并用超声分散制得石墨烯纳米片,并对其复合材料粘合剂进行分析表征。用超声分散和磁力搅拌制备了环氧树脂(EP)/石墨烯(GnP)复合材料粘合剂。研究石墨烯含量对复合材料粘合剂的力学性能和剪切断面形貌的影响,以... 详细信息

通过对天然鳞片石墨热膨胀并用超声分散制得石墨烯纳米片,并对其复合材料粘合剂进行分析表征。用超声分散和磁力搅拌制备了环氧树脂(EP)/石墨烯(GnP)复合材料粘合剂。研究石墨烯含量对复合材料粘合剂的力学性能和剪切断面形貌的影响,以及石墨烯对环氧粘合剂的增强机理进行了分析。实验表明,复合材料粘合剂的拉伸强度和剪切强度随石墨烯含量的增加先升高后下降,而其杨氏模量和韧性随石墨烯含量的增加而增加。当GnP的体积分数为0.125%时,复合材料粘合剂的拉伸强度达到了最大值65MPa,比纯环氧粘合剂提高了16.07%;当GnP的体积分数为0.375%时,其剪切强度达到了最大值14.53MPa,提高了25.15%;当GnP的体积分数达到0.5%时,复合材料粘合剂的杨氏模量和韧性都达到了最大值,分别为2.98GPa和149J·m^2,相比于纯环氧粘合剂分别提高了77.38%和227%。此外,GnP的添加使环氧树脂粘合剂的导电性大幅提高,得到较低的预渗值,为0.65%。

关键词：石墨烯纳米片环氧粘合剂力学和导电性能扫描电镜

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天冬聚脲涂层的合成参数对其机械性能影响

中国科技信息 2023年第9期 93-95页

作者：王鹏徐朝阳刘建邦孟庆实沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳航空航天大学民用航空学院

聚脲弹性体材料是继聚氨酯弹性体基础上发展而来的一种新型高分子材料，具备众多优异的性能，如强度高、抗冲击性能、柔韧性好、耐化学腐蚀性能优异、耐磨损性能好等。因此，在建筑工程、航空航天、汽车高铁、水力发电以及国防军工等领...

聚脲弹性体材料是继聚氨酯弹性体基础上发展而来的一种新型高分子材料，具备众多优异的性能，如强度高、抗冲击性能、柔韧性好、耐化学腐蚀性能优异、耐磨损性能好等。因此，在建筑工程、航空航天、汽车高铁、水力发电以及国防军工等领域得到了广泛的应用。然而由于最初的聚脲弹性体材料大多数是通过异氰酸酯与伯胺化合物反应得到的，其反应速度迅速，仅需5～10s便可初步凝胶，这往往会导致聚脲材料在基体上附着力差，流平时间不足而产生橘皮等缺陷。

关键词：

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石墨烯/聚合物导电复合材料研究进展

航空制造技术 2016年第15期59卷 16-21页

作者：孟庆实卢少微史歌潘霄 MA Jun 沈阳航空航天大学航空航天工程学部沈阳110136 School of Engineering University of South Australia 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院沈阳110015

石墨烯是新一代的纳米级碳材料,具有优异的机械、导电性能以及其他的功能性能,是制备聚合物导电复合材料的理想填充物。对石墨烯的常用制备方法进行比较并分析其优点与不足,介绍了石墨烯及其复合材料的导电及机械性能,并对石墨烯及其聚... 详细信息

石墨烯是新一代的纳米级碳材料,具有优异的机械、导电性能以及其他的功能性能,是制备聚合物导电复合材料的理想填充物。对石墨烯的常用制备方法进行比较并分析其优点与不足,介绍了石墨烯及其复合材料的导电及机械性能,并对石墨烯及其聚合物导电复合材料的应用研究进展进行了系统的综述。最后,对该领域所存在的问题进行了总结,并展望了其发展趋势。

关键词：石墨烯复合材料制备方法表面改性

微波法制备石墨烯及其功能化对环氧树脂性能的影响

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沈阳航空航天大学学报 2023年第6期40卷 8-14页

作者：包旭濠何云鹏王朔孟庆实沈阳航空航天大学民用航空学院沈阳110136 沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136

为了高效低成本地制备高质量石墨烯,在微波炉中加热可膨胀石墨(graphite intercalation on compounds,GIC)制备膨胀石墨,然后将聚醚胺(D2000)接枝在石墨烯(GnPs)表面,制得功能化石墨烯(D2000-g-GnPs)并分析其表征。随后用超声分散和磁... 详细信息

为了高效低成本地制备高质量石墨烯,在微波炉中加热可膨胀石墨(graphite intercalation on compounds,GIC)制备膨胀石墨,然后将聚醚胺(D2000)接枝在石墨烯(GnPs)表面,制得功能化石墨烯(D2000-g-GnPs)并分析其表征。随后用超声分散和磁力搅拌制备了环氧树脂(epoxy resin,EP)/石墨烯复合材料黏合剂。研究改性前后石墨烯对增强环氧树脂机械性能和拉伸断裂面表面形貌的影响。实验表明,环氧树脂的拉伸强度、杨氏模量、断裂韧性以及断裂能量释放率都随着石墨烯含量的增加先增加后减少,在改性石墨烯质量分数达到0.3%时复合材料的机械性能达到最大值。拉伸强度达到76.269 MPa,比未改性前的石墨烯/环氧树脂复合材料提高了24.95%;杨氏模量达到1.315 GPa,提高了10.97%;断裂韧性达到1.79 MPa·m0.5,提高了16.23%。此外,添加D2000-g-GnPs使环氧树脂黏合剂的导电性大幅提高,得到较低的渗流阈值为1.0%。

关键词：微波膨胀石墨烯机械性能导电性能透射电镜扫描电镜环氧树脂

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微型双螺杆挤出技术制备二维纳米片复合材料

机械工程师 2024年第11期 46-49页

作者：韩绪杨泽宇王朔孟庆实沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136 沈阳航空航天大学民用航空学院沈阳110136

为了研究不同2D纳米片对聚碳酸酯力学性能的影响,利用熔融共混法通过微型双螺杆挤出机制备了不同含量的石墨烯/聚碳酸酯复合材料和氮化硼/聚碳酸酯复合材料。通过注塑机注塑出试样,并对不同含量的两种2D纳米片/聚碳酸酯复合材料的力学... 详细信息

为了研究不同2D纳米片对聚碳酸酯力学性能的影响,利用熔融共混法通过微型双螺杆挤出机制备了不同含量的石墨烯/聚碳酸酯复合材料和氮化硼/聚碳酸酯复合材料。通过注塑机注塑出试样,并对不同含量的两种2D纳米片/聚碳酸酯复合材料的力学性能进行了对比分析。结果表明,两种2D纳米片都对聚碳酸酯的力学性能有少量提升效果。其中,添加量为5%的氮化硼/聚碳酸酯复合材料拉伸强度达到(75.85±1.11)MPa,比纯聚碳酸酯材料提升了16.9%。随着2D纳米片的继续添加,拉伸强度开始下降,但弹性模量持续上升。

关键词：聚碳酸酯纳米复合材料石墨烯氮化硼力学性能