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三维机织碳/碳复合材料双轴压缩载荷下的力学行为

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复合材料学报 2012年第6期29卷 206-211页

作者：许承海孟松鹤齐菲胡江华宋乐颖哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室哈尔滨150080

基于三维机织碳/碳复合材料的细观结构特征,设计平板十字形试样,在材料双轴力学性能试验机上开展了复合材料单轴、双轴加载压缩试验,对比分析了三维机织碳/碳复合材料在双轴压缩载荷下的力学行为。研究表明:三维机织碳/碳复合材料的压... 详细信息

基于三维机织碳/碳复合材料的细观结构特征,设计平板十字形试样,在材料双轴力学性能试验机上开展了复合材料单轴、双轴加载压缩试验,对比分析了三维机织碳/碳复合材料在双轴压缩载荷下的力学行为。研究表明:三维机织碳/碳复合材料的压缩行为表现为非线性、脆性断裂;双轴载荷作用下非线性特征更为显著,压缩模量随应力的增加而增大,强度与模量相较于单轴有较大幅度增加,双轴压缩载荷作用下材料的强化效应显著;试样破坏位置并未出现在试样中心区,而是发生在试样的加载端部或十字形试样的加载分枝根部,主要表现为基体开裂、纤维断裂和层间脱粘,碳布及其层间界面剪切强度的强弱直接影响材料的压缩强度。

关键词：碳碳复合材料三维机织力学行为双轴压缩破坏机制

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铁磁体/碳复合材料多频干扰性能

红外与激光工程 2016年第3期45卷 185-189页

作者：郭晓铛乔小晶李旺昌任庆国魏龙北京理工大学机电学院北京100081 浙江工业大学材料学院浙江杭州310000

制备研究了钴铁磁体/碳和镍钴铜铁磁体/碳复合纳米材料,测试并根据朗伯-比尔定律计算了在紫外/可见光（200-800 nm）和红外波段（2.5-25μm）的质量消光系数,结果如下：铁磁体/碳复合材料焙烧后红外消光性能都有所提高,镍钴铜铁磁体/碳... 详细信息

制备研究了钴铁磁体/碳和镍钴铜铁磁体/碳复合纳米材料,测试并根据朗伯-比尔定律计算了在紫外/可见光（200-800 nm）和红外波段（2.5-25μm）的质量消光系数,结果如下：铁磁体/碳复合材料焙烧后红外消光性能都有所提高,镍钴铜铁磁体/碳质量消光系数能达到0.36 m^2·g^-1,在3-16μm波段大于0.15 m^2·g^-1。镍钴铜铁磁体/碳与乙炔黑混合比为5：1时,质量消光系数达到1.25 m^2·g^-1,在3-5μm和8-14μm均高于0.90 m^2·g^-1。在紫外/可见光波段,铁磁体/碳复合材料都达到了良好的消光效果。探讨了材料在紫外/可见光和红外波段的主要作用机理。采用＂弓形法＂测试2-18 GHz波段反射率,结果表明：碳纤维在加入铁磁体/碳复合材料后,反射率曲线明显向低频移动,增加了吸波频宽。

关键词：多频干扰烟幕消光系数纳米碳复合材料

2.5D碳/碳复合材料指尖密封动态性能分析

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航空学报 2013年第11期34卷 2616-2625页

作者：路菲陈国定苏华王莉娜西北工业大学机电学院陕西西安710072

指尖密封的泄漏与磨损一直是影响其工作性能和寿命的重要因素,且因两者性能改善途径的相互制约,使得指尖密封的优化设计举措难以两全,迄今尚无更好的技术解决这一难题。采用诸如碳/碳复合材料制备指尖密封零件,利用碳/碳复合材料具有的... 详细信息

指尖密封的泄漏与磨损一直是影响其工作性能和寿命的重要因素,且因两者性能改善途径的相互制约,使得指尖密封的优化设计举措难以两全,迄今尚无更好的技术解决这一难题。采用诸如碳/碳复合材料制备指尖密封零件,利用碳/碳复合材料具有的自润滑功能以更多地关注密封泄漏性能的改善,可能是改善上述研究现状的可行技术途径,而作为设计理论的基础,开展碳/碳复合材料指尖密封性能分析是很有意义的工作。论文利用细观组分材料的性能来计算2.5D碳/碳复合材料刚度矩阵,由此预测材料宏观弹性性能,建立2.5D碳/碳复合材料指尖密封动态性能分析的有限元模型,研究材料纱线密度和纱线编织结构对指尖密封动态性能的影响规律。研究结果表明:增大指尖密封圆周方向上的纱线密度、采用浅交直联纱线编织结构都可以显著提高指尖密封的密封性能,较之金属材料指尖密封,2.5D碳/碳复合材料指尖密封的动态性能表现出更好的品质。本文研究支持了碳/碳复合材料应用于指尖密封制备的可行性。

关键词：碳碳复合材料指尖密封刚度矩阵动态分析位移响应接触压力

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气相法羰基合成的新型碳复合材料载体催化剂

化学通报 1996年第11期 33-34页

作者：蒋大智李小宝王恩来田世忠楼银香朱黎星中国科学院化学研究所

气相法羰基合成的新型碳复合材料载体催化剂蒋大智，李小宝，王恩来，田世忠，楼银香，朱黎星（中国科学院化学研究所，北京１０００８０）多相催化反应体系中载体的物质组成、形态和结构对催化剂性能具有很重要的影响［１］。Ｒｏｔｈ... 详细信息

气相法羰基合成的新型碳复合材料载体催化剂蒋大智，李小宝，王恩来，田世忠，楼银香，朱黎星（中国科学院化学研究所，北京１０００８０）多相催化反应体系中载体的物质组成、形态和结构对催化剂性能具有很重要的影响［１］。Ｒｏｔｈ等人［２］将锗化合物负载在多孔活性...

关键词：气相法羰化碳复合材料催化剂

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个体化碳/碳复合材料人工骨制备及应用

生物医学工程学杂志 2013年第6期30卷 1265-1271页

作者：倪昕晔钱农周栋缪云良熊信柏林涛陈达赵公吟钟萍南京医科大学附属常州第二人民医院常州213003 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 江苏天鸟高新科技有限公司无锡214205 深圳大学材料科学与工程学院深圳518060

本研究主要探讨个体化碳/碳复合材料人工骨的制备及应用。利用计算机断层图像(CT)进行三维图像采集,对骨轮廓进行人工和自动勾画,并用二值体数据描述,采用移动立方体(marching cubes)算法得到三维物体的表面信息,再用geomagic软件转换... 详细信息

本研究主要探讨个体化碳/碳复合材料人工骨的制备及应用。利用计算机断层图像(CT)进行三维图像采集,对骨轮廓进行人工和自动勾画,并用二值体数据描述,采用移动立方体(marching cubes)算法得到三维物体的表面信息,再用geomagic软件转换成非均匀有理B样条(NURBS)曲面,最后通过数控加工中心加工得到个体化碳/碳复合材料人工骨。对兔子进行肱骨头更换,从影像学和病理切片来观察植入效果。研究结果表明,采用此方法加工的骨其形状与替换骨一致,且植入后与周围骨组织结合密切,表面骨组织生长良好。因此,此方法为个体化碳/碳复合材料人工骨制备奠定了一定的理论和实验基础。

关键词：碳碳复合材料人工骨个体化

碳复合材料的合成及在锂离子电池负极材料上的应用

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碳复合材料的合成及在锂离子电池负极材料上的应用

作者：顾燕上海大学

学位级别：硕士

锂离子电池是上世纪90年代投放市场的新一代绿色环保电池。它因为电压高、自放电率低、无记忆效应等独特性能而受到广泛应用。而锂离子电池负极材料是制约其整体性能的关键因素之一。因此寻找新型负极材料是当今社会的一个研究热点。大... 详细信息

锂离子电池是上世纪90年代投放市场的新一代绿色环保电池。它因为电压高、自放电率低、无记忆效应等独特性能而受到广泛应用。而锂离子电池负极材料是制约其整体性能的关键因素之一。因此寻找新型负极材料是当今社会的一个研究热点。大部分金属、金属氧化物和金属硫化物都具有较高的理论比容量，但是它们的循环稳定性一般较差，而各种碳材料具有较好的循环稳定性能，因而，过渡金属硫化物-碳复合负极材料和过渡金属氧化物-碳复合负极材料有利于提高现有锂离子电池体系的储锂容量及循环稳定性，具有较大的潜在应用价值。本文主要以碳复合材料(如石墨烯、碳纳米管和碳纳米纤维)为研究对象，利用溶剂热法、单模微波法制备石墨烯(graphene)负载硫化钴粒子(CoS/graphene)，石墨烯负载花状硫化铟(InS)，石墨烯负载硫化铟纳米粒子复合材料，利用氧化铝模板法和化学气相沉积法制备碳纳米管(carbonnanotube，CNT)包覆氧化钴(CoO)和碳纳米纤维(carbon nanofiber，CNF)复合材料，并将这些材料作为锂离子电池负极材料，进行了电化学性能测试，发现它们具有较优异的储锂性能，主要结果如下：通过溶剂热法制备了花状的硫化钴(CoS)微球，并成功地制备了具有高比容量的石墨烯负载硫化钴纳米粒子。该材料在0.1C的电流密度下首次充电比容量可达1050mAh/g，循环40圈后的可逆比容量与首次可逆比容量相比，容量保持率为71.3%。该材料作为锂离子电池负极材料时在小电流下具有较高的比容量和较好的循环性能，主要是由于石墨烯与硫化钴的协同作用。在大电流下该材料同样具有较好的循环稳定性能。利用单模微波法制备出花状硫化铟(InS)，并且研究反应温度和反应时间对产物的影响，结果发现，InS的晶型不随着反应温度和时间的改变而改变;花状InS的尺寸随温度的升高而增长;随着反应时间的延长，InS由粒子生长成片状，再逐步聚集成花状，随后花状InS的尺寸继续增长。利用单模微波法制备出片载花结构结构的graphene-InS和片载粒子结构结构的graphene-InS。复合物graphene-InS体系在小电流和大电流下都表现出了较优异的储锂性能。0.1C时，graphene-InS(片载花结构)和graphene-InS(片载粒子结构)的首次充电比容量分别为1249mAh/g和1056mAh/g，远大于其理论容量和单纯的InS和石墨烯的容量。循环40圈后，graphene-InS(片载花结构)和graphene-InS(片载粒子结构)的充电比容量仍然能够分别保持在657mAh/g和614mAh/g。在1C，2C和5C的电流下，两种材料均具有较高的比容量和稳定的循环性能。石墨烯的引入提高了InS电极的电导率，提高了电子传输速率，降低了电极-电解质界面阻力;石墨烯具有较好的柔韧性和机械稳定性，提高了在充放电过程中电极结构的稳定性;InS的存在阻止了石墨烯的团聚，发挥和保持与其相对应的各项性能。通过阳极氧化铝模板法和化学气相沉积法相结合成功制备了碳纳米管包覆氧化钴和碳纳米纤维(CoO-CNF@CNT)复合材料。CoO-CNF@CNT复合材料在小电流密度和大电流密度下都具有较好的循环性能。在0.1C的电流密度下，CoO-CNF@CNT复合材料首次充电比容量为920mAh/g，经过40圈循环后，可逆比容量降到630mAh/g。这主要是因为其独特的碳纳米管中有小碳纳米纤维的结构，可以有效地降低循环过程中，由于体积变化而产生的影响，碳纳米管增加了材料的导电性和机械强度，且阻止了金属氧化物纳米粒子的团聚。

关键词：锂离子电池碳复合材料石墨烯硫化钴硫化铟氧化钴

碳/碳复合材料机械加工残余应力实验研究与规律分析

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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宇航材料工艺 2013年第4期43卷 78-86页

作者：王新永方胜陈旭辉航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术重点实验室北京100076

采用适宜于测试复合材料的残余应力测试方法钻孔法,通过二次通用旋转组合设计实验,采用电镀金刚石刀具铣磨加工碳/碳复合材料,选取切削深度、切削宽度、切削速率、进给量四个因素进行实验。实验结果分析表明,回归得到基于二次多项式的... 详细信息

采用适宜于测试复合材料的残余应力测试方法钻孔法,通过二次通用旋转组合设计实验,采用电镀金刚石刀具铣磨加工碳/碳复合材料,选取切削深度、切削宽度、切削速率、进给量四个因素进行实验。实验结果分析表明,回归得到基于二次多项式的数学模型,进一步分析了残余应力随各加工参数的变化规律,整体寻优得到了残余应力的极值。研究表明,铣磨加工碳/碳复合材料,残余应力皆为压应力。伴随着切削速率的增长,残余应力存在渐进值。本次实验中,残余应力趋于-16 MPa稳定。伴随着切削宽度、切削深度、进给量的增大,机械加工残余应力表现为先增大后减小(压应力即残余应力的绝对值先减小后增大)。本次实验中,各加工参数的变化分界点分别为:切削宽度aw=6 mm;切削深度ap=0.5 mm;进给量f=200 mm/min。

关键词：残余应力铣磨加工碳碳复合材料

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多向编织碳／碳复合材料的强度与断裂

宇航学报 1995年第1期16卷 69-74页

作者：韩杰才赫晓东杜善义哈尔滨工业大学

本文研究了细编穿刺三向Ｃ／Ｃ复合材料的拉压特性，分析相应的微观破坏模式，实测了Ｃ／Ｃ复合材料中Ｚ向纤维束力学性能的统计分布规律。结果表明：细编穿刺三向Ｃ／Ｃ复合材料在拉伸和压缩载荷作用下具有双模量和呈现非线性。Ｚ向强... 详细信息

本文研究了细编穿刺三向Ｃ／Ｃ复合材料的拉压特性，分析相应的微观破坏模式，实测了Ｃ／Ｃ复合材料中Ｚ向纤维束力学性能的统计分布规律。结果表明：细编穿刺三向Ｃ／Ｃ复合材料在拉伸和压缩载荷作用下具有双模量和呈现非线性。Ｚ向强度受穿刺纤维束纤维根数和间距控制，用最弱环连接理论考虑Ｚ向纤维强度的统计分布，预报σ─ε关系与实验符合较好。ＸＹ向强度由碳布强度贡献，其破坏主要是碳布层间的拉剪断裂。

关键词：碳复合材料断裂机理统计强度航空材料

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碳/碳复合材料烧蚀热响应的数值分析

化工新型材料 2013年第10期41卷 79-81页

作者：杨德军李旭东兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050

不同烧蚀工况下碳/碳复合材料温度场的变化规律是烧蚀热防护系统的重要研究内容。为了揭示在不同烧蚀率下碳/碳复合材料热响应规律,采用ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)理论为基础的动网格方法,结合有限元方法对烧蚀表面退缩条件下碳/碳... 详细信息

不同烧蚀工况下碳/碳复合材料温度场的变化规律是烧蚀热防护系统的重要研究内容。为了揭示在不同烧蚀率下碳/碳复合材料热响应规律,采用ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)理论为基础的动网格方法,结合有限元方法对烧蚀表面退缩条件下碳/碳复合材料瞬态温度场进行了分析和研究。建立了移动边界条件下烧蚀温度场计算的有限元计算模型。结果表明,C/C复合材料的壁面温度随着烧蚀率的增大而减小,材料的烧蚀有效的起到了热防护效果。计算结果满足研究项目要求,研究方法对任意的烧蚀热防护材料均具有适应性。

关键词：碳碳复合材料烧蚀性能移动边界烧蚀率有限元模拟