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复合板材双剪切试验方法与装置

长安大学学报（自然科学版） 2015年第6期35卷 85-90,116页

作者：杜强丁荣吕晶陈一秀长安大学建筑工程学院陕西西安710061

针对复合板材在工程应用中的力学性能分析需求,为测量其平行于试件面板方向的剪切破坏荷载,以能够较准确表征复合板材双剪状态下的应力分布情况,研究了复合板材双剪切试验方法,设计了双剪切试验装置,并对不同芯材和不同厚度的结构保温... 详细信息

针对复合板材在工程应用中的力学性能分析需求,为测量其平行于试件面板方向的剪切破坏荷载,以能够较准确表征复合板材双剪状态下的应力分布情况,研究了复合板材双剪切试验方法,设计了双剪切试验装置,并对不同芯材和不同厚度的结构保温板进行了双剪切试验,分析了其破坏形态和剪切力学性能。研究结果表明:各试件双剪切破坏面形态合理,应力-应变曲线数据稳定;EPS(聚苯乙烯泡沫)芯材试件抗剪破坏形式为脆性破坏,而岩棉芯材试件受剪开裂后,抗剪强度不会立即丧失,而是逐渐降低;随着试件芯材厚度的增加,EPS芯材试件应力峰值和应变随之减小,两者变化均为非线性,而岩棉芯材试件应力峰值随之减小,应变则无明显相关关系。该方法与装置为进一步研究复合板材的力学性能提供了试验方法。

关键词：建筑工程双剪切复合板材试验方法试验装置

累积叠轧Mg-9Li-1Al/2A12复合板材的组织与性能

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累积叠轧Mg-9Li-1Al/2A12复合板材的组织与性能

作者：杜春林哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

镁锂(Mg-Li)合金是目前世界上最轻的金属结构材料,其密度低、比强度高、阻尼性能和电磁屏蔽性能优异,是理想的轻量化材料,但镁锂合金较低的绝对强度限制了其在部分领域中的应用。2XXX系铝合金是另一类重要的轻质材料,其密度低、强度高... 详细信息

镁锂(Mg-Li)合金是目前世界上最轻的金属结构材料,其密度低、比强度高、阻尼性能和电磁屏蔽性能优异,是理想的轻量化材料,但镁锂合金较低的绝对强度限制了其在部分领域中的应用。2XXX系铝合金是另一类重要的轻质材料,其密度低、强度高且加工性能良好,常被用于航空航天等领域。通过复合轧制与累积叠轧(ARB)工艺,充分结合两种合金各自的优点,制备出超轻高强的累积叠轧Mg-9Li-1Al/2A12多层复合板材,具有一定理论研究意义与工程应用价值。本文以Mg-9Li-1Al合金与2A12铝合金作为多层复合板材原材料,通过对轧制温度与轧制压下量的控制,探究出合适的轧制工艺制备复合板材,然后采用此工艺进行累积叠轧,并分析各道次ARB复合板材的组织性能演变,最后在此基础上,进一步探究时效处理对ARB复合板材组织性能的影响。当轧制温度为400℃,压下量为50%时,轧制复合的效果最好,两种合金板材能达到协同变形,且制备的复合板材抗拉强度为282 MPa,延伸率为22%,其力学性能介于两种合金板材之间(179 MPa～352 MPa,14%～24%),整体结合了两种板材的力学性能特点,拥有一定强度的同时,保持了良好的延伸率,为后续累积叠轧提供了性能准备。采用所探究的工艺对复合板材进行累积叠轧,随着ARB道次的增加,镁锂合金中的两相晶粒逐渐细化,在ARB5时晶粒细化达到极限,α-Mg相和β-Li相的平均晶粒尺寸分别为12.11μm和2.56μm,且β-Li相内部由于高应变逐渐诱导生成α-Mg相,打破了β-Li相的连续性;2A12铝合金在ARB过程中的硬脆第二相的尺寸逐渐减小,亚微米级与纳米级第二相数量逐渐增加;复合板材结合面两侧在ARB过程中逐渐形成MgAl和AlMg的扩散层;随着ARB道次的增加,复合板材的界面结合强度、比强度和抗拉强度逐渐增加,ARB6时的界面结合强度为28.7 MPa,比强度为163 N·m/g,抗拉强度达到了359 MPa,与预轧态镁锂合金相比抗拉强度提升了156.4%;复合板材的延伸率随着ARB的进行逐渐降低,ARB6时延伸率为14.3%,与预轧固溶态的2A12铝合金相比提升了16.3%;同时,复合板材的硬度在ARB工艺下有所提升,镁锂合金硬度在ARB5时达到峰值72.8 HV,2A12铝合金硬度在ARB6时为最大值117.4 HV,相对于初始板材,两种合金硬度分别提升了47.7%和59.9%。为探究时效处理对ARB复合板材组织性能的影响,对ARB5复合板材在200℃下进行时效,时效时间为3h时,复合板材的综合性能最好。复合板材的界面结合强度与抗拉强度在时效3h时达到峰值,分别为30.4 MPa与375 MPa,与时效前相比,分别提升了8.2%和8.7%。随着时效时间的延长,复合板材延伸率缓慢升高到20.3%,与时效前相比提升了23%,镁锂合金的硬度降低到了55.2 HV,时效3h时2A12铝合金硬度达到峰值127.7 HV,与时效前相比提升了11.3%。

关键词：镁锂合金 2A12铝合金累积叠轧复合板材组织性能

基于两种木材培养基质的秀珍菇菌丝/生物质复合板材的制备及性能研究

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基于两种木材培养基质的秀珍菇菌丝/生物质复合板材的制备及性能...

作者：王倩山东农业大学

学位级别：硕士

人造板在家具生产和室内装修应用中的占比越来越大,而人造板通常含有甲醛类物质,对环境和身体健康都有危害。因此,新型无醛环保板材的设计和研发成为了亟待满足的市场需求。菌丝体是具有一定黏性的生物体,是食用菌的营养部位。我国食用... 详细信息

人造板在家具生产和室内装修应用中的占比越来越大,而人造板通常含有甲醛类物质,对环境和身体健康都有危害。因此,新型无醛环保板材的设计和研发成为了亟待满足的市场需求。菌丝体是具有一定黏性的生物体,是食用菌的营养部位。我国食用菌行业发展迅猛,产生大量废弃的食用菌栽培基质。本研究以废弃菌渣为原材料,制备了一种真菌菌丝/生物质复合材料。通过分析菌渣的木质纤维素降解程度,研究了树种、生物质颗粒度和真菌培养时间对复合板材的物理机械性能的影响。研究结果表明:(1)以刺槐(Robinia pseudoacacia L.)和苹果木(Malus spp.)两种树种,粗(2.7-3.0mm)、中(2.1-2.6mm)、细(1.5-2.0mm)三种生物质颗粒度,四个秀珍菇培养时间(长满菌丝、一潮菇、二潮菇、三潮菇)的菌渣为原材料,在160℃、压强为2.2-2.5MPa下热压10min,成功制备出一种菌丝/生物质复合板材。其中长满菌丝时期的粗颗粒菌渣压制的板材边角有明显残损,没有达到预期效果,其他条件菌渣压制的复合板材均达到了预期的外观质量要求。复合板材的密度集中在0.7g/cm-1.0g/cm,表面硬度集中在50-70HD。(2)生物质颗粒度和菌丝生长时间显著影响了菌丝/生物质复合板材的物理力学性能。生物质颗粒度越细,有利于其与菌丝黏结;菌丝培养时间越长,基质中生物质颗粒的木质纤维素降解率越高,有利于提高复合板材的内结合强度。其中,以刺槐中粒径(2.1-2.6mm)以及苹果木细粒径(1.5-2.0mm)在出菇二潮后菌渣压制的复合板材内结合强度最高(二潮刺槐中为0.29MPa,二潮苹果木细为0.49MPa),达到了我国国家标准GB/T 4897-2015中对干燥状态下使用的普通型刨花板(P1型)内结合强度的要求(≥0.28MPa)。(3)菌丝/生物质复合板材的防水性能受菌丝的生长时间影响显著,树种及生物质颗粒度对板材防水性能无显著影响。菌丝生长时间越长,菌渣所压制的板材吸水厚度膨胀率及吸水重量增加率越低,表明其防水性能越好。然而生物质颗粒度的不同对其吸水厚度膨胀率及重量增加率的影响无明显规律。其中防水性能最好的三潮苹果木中颗粒的吸水厚度膨胀率仍高达40%,没有达到国家标准GB/T 4897-2015中对家具型和承载型刨花板防水性能的要求,不适用于潮湿环境。(4)通过对比两种树种、三种生物质颗粒度、四个培养时期的栽培基质制备的菌丝复合板材性能,得出制备菌丝体/生物质复合板材的最佳基质条件为苹果木、细颗粒(1.5-2.0mm)、最佳培养时间为出菇二潮。

关键词：栽培基质真菌菌丝颗粒度菌丝生长时期复合板材

室温累积叠轧Mg/Al多层复合板材织构演变(英文)

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稀有金属材料与工程 2013年第3期42卷 441-446页

作者：常海郑明毅甘为民徐超 H.G.Brokmeier 北京科技大学国家材料服役安全科学中心哈尔滨工业大学 Institute of Materials Research GKSS out Station at FRM-IID-85747 GarchingGermany Institute of Materials Science and Engineering Clausthal University of TechnologyClausthal-ZellerfeldGermany

以商业纯Mg、纯Al板材为初始材料,采用累积叠轧法(ARB)在室温下成功制备出Mg/Al多层复合板材。在累积叠轧过程中,复合板材中Mg层和Al组织随着循环次数的提高而细化。通过中子衍射技术对复合板材的织构进行测试后表明:在初始复合后的Al/M... 详细信息

以商业纯Mg、纯Al板材为初始材料,采用累积叠轧法(ARB)在室温下成功制备出Mg/Al多层复合板材。在累积叠轧过程中,复合板材中Mg层和Al组织随着循环次数的提高而细化。通过中子衍射技术对复合板材的织构进行测试后表明:在初始复合后的Al/Mg/Al三明治复合板材中,Mg层和Al层主要织构类型均为剪切织构。而在后续的累积叠轧过程当中,由于其工艺特点,导致Mg层和Al层中轧制织构组分出现,最终Mg层主要呈现出典型轧制织构而Al层则表现出以轧制织构组分为主并伴有剪切织构的混合织构类型。

关键词：累积叠轧织构 Mg Al 复合板材

γ-TiA1/TC4复合板材的制备及组织性能研究

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稀有金属材料与工程 2009年第8期38卷 1484-1486页

作者：孔凡涛陈玉勇哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

提出了制备γ-TiAl/Ti合金复合板材的技术思想。采用包套轧制技术在1150℃轧制出厚度为3mm的Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V复合板材,其中Ti-43Al-9V-0.3Y合金层的厚度约为2.3mm,Ti-6Al-4V合金层的厚度约为0.7mm。复合板材的总变形量为80%... 详细信息

提出了制备γ-TiAl/Ti合金复合板材的技术思想。采用包套轧制技术在1150℃轧制出厚度为3mm的Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V复合板材,其中Ti-43Al-9V-0.3Y合金层的厚度约为2.3mm,Ti-6Al-4V合金层的厚度约为0.7mm。复合板材的总变形量为80%。包套轧制后板材外形完整、无应力开裂。分析表明,复合板材的界面相主要由α2-Ti3Al构成。拉伸性能测试结果表明,随着Ti-6Al-4V合金层厚度的增加,复合板材室温下的抗拉强度、延伸率都得到了显著的提高。当Ti-6Al-4V合金层厚度达到0.7mm时(板材总厚2mm),室温强度和延伸率分别超过800MPa和4%,700℃条件下延伸率超过25%。

关键词： TiAl合金复合板材轧制性能

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基于废弃印刷线路板中非金属的复合板材制备

功能材料 2011年第8期42卷 1399-1402页

作者：殷进李光明贺文智徐敏同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225009 上海第二工业大学城市建设与环境工程学院上海201209

随着废弃电子电器产品的快速增长带来的环境问题日趋严重,废弃印刷线路板的资源化问题一直成为关注的焦点。着重研究了气流分选后得到的废弃印刷线路板非金属粉碎料的资源化再生制板材的可行性,探讨了不同填料粒径、投加量和改性剂下所... 详细信息

随着废弃电子电器产品的快速增长带来的环境问题日趋严重,废弃印刷线路板的资源化问题一直成为关注的焦点。着重研究了气流分选后得到的废弃印刷线路板非金属粉碎料的资源化再生制板材的可行性,探讨了不同填料粒径、投加量和改性剂下所得复合材料拉伸强度、弯曲和冲击强度的变化。研究表明以马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)作为改性剂,聚丙烯S700为基体树脂,在粒径范围为0.125～0.3mm的非金属粉碎料添加量为20%的条件下,板材力学性能较优,具有广泛的应用前景。

关键词：印刷线路板非金属复合板材

慈竹不同尺度单元对复合板材物理力学性能的影响

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竹子学报 2022年第4期41卷 19-25页

作者：吕城龙尹新顺陈磊石江涛许斌王新洲南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037 南京工大建设工程技术有限公司江苏南京211800 杭州新竹文化创意有限公司浙江杭州311203

开发高强度竹基复合材料,拓展其在建筑工程领域的应用,是“竹材建材化”理念的有效实现途径。笔者将慈竹加工成竹篾片、竹束和维管束纤维3种不同尺度的单元材料,按不同组合方式组坯压制4种板坯结构的慈竹复合板材,并对其物理力学性能和... 详细信息

开发高强度竹基复合材料,拓展其在建筑工程领域的应用,是“竹材建材化”理念的有效实现途径。笔者将慈竹加工成竹篾片、竹束和维管束纤维3种不同尺度的单元材料,按不同组合方式组坯压制4种板坯结构的慈竹复合板材,并对其物理力学性能和端面形貌结构进行研究分析。研究结果表明:4种慈竹复合板材的吸水厚度膨胀率、抗弯性能和抗拉性能均处于GB/T 40247—2021《重组竹》标准规定的中上等级,其中竹篾片复合板材的物理力学性能较低,而维管束纤维复合板材较优。维管束纤维复合板材的弯曲弹性模量、静曲强度和抗拉强度分别达到了27.0 GPa、338.0 MPa和281.2 MPa;其比模量和比强度分别为24.1 GPa和302.3 MPa,超过了玻璃纤维增强铝合金层板,与芳纶铝合金层板相当,在工程结构领域具有较大应用前景。通过电子扫描显微镜观察板材端面结构发现,维管束纤维复合板材中维管束纤维之间存在明显的裂隙,在受载过程中易发生强度失效。因此,需进一步优化浸胶和热压工艺以提高其力学性能。

关键词：慈竹单元尺度复合板材力学性能端面结构

热处理对钢复合板材微观组织与力学行为的影响研究

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机械制造 2022年第9期60卷 58-63页

作者：马艺星杨蔚涛杨旗上海材料研究所上海200437 上海市工程材料应用与评价重点实验室上海200437

应用热轧复合工艺制备表层为孪生诱发塑性钢,中心层为无间隙原子钢的三层复合板材,对复合板材进行不同条件热处理,研究热处理工艺对孪生诱发塑性钢/无间隙原子钢复合板材微观组织与力学行为的影响。研究结果表明,热处理工艺会影响复合... 详细信息

应用热轧复合工艺制备表层为孪生诱发塑性钢,中心层为无间隙原子钢的三层复合板材,对复合板材进行不同条件热处理,研究热处理工艺对孪生诱发塑性钢/无间隙原子钢复合板材微观组织与力学行为的影响。研究结果表明,热处理工艺会影响复合板材接合界面附近单元层材料的相变过程,进而影响复合板材内部微观组织和显微硬度的分布。在复合板材接合界面附近的孪生诱发塑性钢一侧,热处理工艺促进材料的奥氏体亚稳化和ε马氏体相变,进而提高材料的显微硬度。在复合板材接合界面附近的无间隙原子钢一侧,热处理工艺使细晶区晶粒尺寸进一步细化,细晶区的微观组织及显微硬度与热处理冷却方式密切相关。复合板材接合界面区域的显微硬度高于两侧单元层材料的显微硬度。

关键词：热处理钢复合板材微观组织力学行为

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浅谈客船耐火舱室复合板材的轻量化研究

船舶经济贸易 2023年第9期 44-46页

作者：梅志兵李丰江西朝阳机械有限公司

为了提升国家船舶工业竞争力,近年来国家陆续出台了相关政策,促进船舶产业持续健康发展,以推动船舶工业进行结构调整,进而形成高端客船的自主建造能力。作为运送乘客的大型船舶,客船涵盖渡船、远洋客船和邮轮等,其船体结构、区域划分不... 详细信息

为了提升国家船舶工业竞争力,近年来国家陆续出台了相关政策,促进船舶产业持续健康发展,以推动船舶工业进行结构调整,进而形成高端客船的自主建造能力。作为运送乘客的大型船舶,客船涵盖渡船、远洋客船和邮轮等,其船体结构、区域划分不同于货船以及工程船,具有超多层的甲板结构、大量的舱室分隔,以及满足乘客海上生活、娱乐需求的众多公共区域。

关键词：船舶工业船舶产业甲板结构复合板材公共区域区域划分大型船舶船体结构