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为研制高结构效率的复合材料气瓶,采用T700碳纤维/环氧树脂体系在薄壁铝金属内衬上缠绕成型复合气瓶,对其进行了水压自紧试验,100次0 ～ 36MPa水压疲劳试验以及水压爆破试验,并且采用声发射、应变测试等方法对试验过程进行检测.结果表明,经过水压自紧试验后复合材料气瓶具有较好的疲劳性能,100次疲劳对气瓶的损伤较少,并且经过疲劳后的气瓶爆破压强仍然达到88MPa,具有较高的结构效率.

关键词: 纤维缠绕 , 复合材料气瓶 , 爆破压强 , 声发射

石墨烯在微机电系统中力学及摩擦学性能的研究进展?

吴红艳 , 雷勇 , 吴红霞 , 王俊锋

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.015.012

摩擦磨损、表面粘附等问题成为制约微机械系统发展的瓶颈之一，然而，传统的润滑手段难以解决该系统接触部件中遇到的摩擦学问题。石墨烯因超薄的二维结构及特殊的力学特性使其成为解决上述问题非常有前景的材料之一。总结了石墨烯在力学性能方面呈现的各种优异特性及在相关产业中的应用，以及石墨烯在不同尺度下的摩擦学研究现状，并探讨了石墨烯作为超薄且高强的薄膜在未来工业化应用中可能存在的一些新问题。

关键词: 石墨烯 , 微机电系统 , 力学特性 , 摩擦学性能

复合材料气瓶铝内衬缺陷对疲劳及爆破性能的影响

林松 , 罗明 , 王俊锋 , 孙红卫 , 杨小平

宇航材料工艺

研究了复合材料气瓶在生产过程中金属内衬存在的凹坑、裂纹以及腐蚀等的缺陷类型,并且对存有以上缺陷类型的复合气瓶进行疲劳及爆破实验,研究其对气瓶的性能影响.结果表明:金属内衬缺陷的存在会使得气瓶在承受内压载荷的过程中,金属内衬在缺陷位置出现应力集中,提前出现裂纹的扩展,使得金属内衬失效,无法充分发挥复合材料层高强度的优势,使得复合材料气瓶的疲劳失效次数及爆破强度大大降低,影响最终的使用性能.

关键词: 纤维缠绕 , 复合材料气瓶 , 疲劳 , 缺陷

大载荷缠绕杆件的拉伸和压缩性能

林松 , 王俊锋 , 张建宝 , 孙红卫 , 杨小平

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.03.021

采用缠绕成型的方法制备了碳纤维/环氧树脂复合材料杆件,对杆件进行了拉伸、压缩试验,并且对缠绕用原材料的性能进行测试.结果表明:缠绕原材料的拉伸及层剪性能优异,缠绕成型的复合材料杆件力学性能较高,压缩与拉伸强度分别大于400与240 MPa,杆件端头是应力集中区域,端头的设计连接以及复合材料的层间性能是影响复合材料杆件拉伸、压缩性能的重要因素.

关键词: 缠绕 , 杆件 , 拉伸试验 , 压缩试验

缠绕张力对薄壁金属内衬复合材料气瓶性能影响

林松 , 王俊锋 , 穆晗 , 刘胜利 , 刘哲军 , 陈亮

玻璃钢/复合材料

通过薄壁金属内衬的外压强度试验、不同缠绕张力NOL环以及复合材料气瓶的力学性能试验,采用声发射的检测方法研究缠绕张力对薄壁金属内衬复合材料气瓶的疲劳以及爆破性能的影响.结果表明,薄壁金属内衬的外压强度较小,缠绕张力对复合气瓶的疲劳以及爆破性能影响较大,采用声发射信号以及气瓶的性能试验研究可以指导制定最优化的缠绕张力制度.

关键词: 缠绕张力 , 复合材料气瓶 , 声发射 , 金属内衬

卫星用复合材料气瓶性能

张建宝 , 林松 , 王俊锋 , 孙宏杰 , 蒋文革

宇航材料工艺

通过对环氧树脂、NOL环力学性能、金属内衬表面性能、复合材料真空质损和复合材料气瓶性能等进行研究和分析,研制出一种用于卫星推进系统的复合材料气瓶.结果表明:该复合材料气瓶经150次疲劳试验后爆破压强为86 MPa,容器特征系数达57.7 km,且满足真空使用环境要求.

关键词: 纤维缠绕 , 复合材料气瓶 , 爆破压强 , 碳纤维

大型复合材料筒形结构自动铺带技术

张蕾 , 王俊锋 , 刘伟 , 熊艳丽 , 范佳

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2011.03.008

采用国产T300/605热熔法预浸料,对大型复合材料筒形结构自动铺带技术进行了研究.通过对自动铺带角度的工艺优化,铺带角度进行微调,实现了复合材料筒形结构的满覆盖铺放.在此基础上进行了大型复合材料筒形结构的自动铺带工艺试验,对自动铺带工艺试验件进行无损检测及取样性能测试.结果表明:预浸料铺覆性良好,自动铺带成型的预浸带间隙或重叠≤1 mm,铺带角度与理论铺带角度偏差≤0.2°.试验件成型质量良好,自动铺带技术可以满足大型复合材料结构高质量成型需求.

关键词: 自动铺带 , 筒形结构 , 复合材料

一种复合型水处理阻垢缓蚀剂

王俊锋 , 董继先 , 郭睿

腐蚀与防护

以油酸、二乙烯三胺、氯化苄为原料,制备咪唑啉型季铵盐HF-01,通过正交试验,研究HF-01、1,4-丁炔二醇、吐温20、乙醇溶液(质量分数50%)、肉桂醛的复配缓蚀性能,得到最佳复配体系HF-02,最后研究阻垢剂浓度、反应时间、钙离子浓度对HF-02阻垢性能的影响.当HF-01为18 mg/L,1,4-丁炔二醇14 mg/L、吐温20为6 mg/L、乙醇溶液(质量分数50%)21 mg/L、肉桂醛2 mg/L时,HF-02对A3钢片在模拟盐水中的缓蚀率达99.79%.HF-02浓度为10μg/mL,反应时间6 h,钙离子用量为100～200 mg/L时,HF-02阻垢效果最佳.

关键词: 咪唑啉 , 缓蚀 , 阻垢 , 复配体

双锋角钻头钻削碳纤维增强树脂基复合材料研究

刘洋 , 李鹏南 , 陈明 , 邱新义 , 胡立湘

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.06.012

采用双锋角钻头和普通麻花钻对T700碳纤维复合材料(CFRP)进行钻削试验,从钻削轴向力、制孔出口质量和表面粗糙度等方面分析双锋角钻头在不同加工参数下制孔特点,并与普通麻花钻进行对比.试验结果表明:与普通麻花钻对比,双锋角钻头钻削CFRP时钻削轴向力减小约20％,制孔出口质量更好,孔壁的表面粗糙度值减小,体现优异的切削性能更适合CFRP的制孔加工.

关键词: 双锋角钻头 , CFRP , 钻削轴向力 , 出口质量 , 孔壁表面粗糙度