+ DOE的电力办公室(OE)在最近发布的能源效率和可再生能源办公室(EERE)资助机会公告(FOA)下,以5200万美元的价格支持一个亚主题,以加速电力线的高级导体系统中的电导率增强材料的部署。+ FOA在网格增强技术上
图 1:聚合物复合材料的分类。该图显示了可用于聚合物复合材料的不同类型的基质和增强材料。作为典型的说明性示例,我们在图中进一步解释了纤维增强复合材料、结构复合材料和生物复合材料的分类。颗粒复合材料可以具有嵌入基质中的不同均匀和不均匀形状的颗粒。
摘要 :近年来,天然纤维越来越广泛地用作聚合物复合材料的增强材料,以生产低成本产品。聚合物基质中的纤维增强材料使复合材料具有良好的机械和电气性能。根据等级和方向,复合材料的重量可以是钢的五分之一,同时提供相似或更好的刚度和强度。此外,与钢或铝不同,复合材料不会生锈或腐蚀。复合材料的增强相具有耐久性、强度和刚度。复合材料传统上被用作结构材料。由于电气行业的不断发展,复合材料越来越多地用于电气应用,例如套管、断路器、耦合电容器等。由于性能要求的巨大差异,结构和电气复合材料的设计参数有很大不同。根据应用,结构复合材料。结构复合材料优先考虑足够的强度和模量,而电气复合材料优先考虑优异的介电常数、热导率和低热膨胀以及屏蔽效能。在电气行业,低密度是理想的,因为它可以减轻重量。还要求具有较高的强度重量比和介电性能。本文简要回顾了聚合物复合材料的性能及其在高压工业中的应用。
金属基复合材料 (MMC) 的性能可以根据特定应用进行定制和设计,因此其在各种产品中的使用量正在随着时间的推移而显著增加。然而,MMC 产品的未来用途在很大程度上取决于其有益方面,因此,与传统的非增强单片金属产品相比,以稳健、可重复的方式确保其卓越的物理性能优势至关重要。尽管生产 MMC 产品的途径多种多样,但每种途径都有各自的优缺点。本文概述了 MMC 的先进生产路线。讨论还强调了挑战并提出了 MMC 的未来前景。粉末冶金和铸造路线仍广泛用于生产 MMC。铝合金是当今 MMC 产品中最常用的基质材料。碳化物(例如 SiC、TiC 和 B 4 C)、碳同素异形体(例如 CNT 和石墨烯)和氧化铝(Al 2 O 3)是目前最常用的增强材料。尽管如此,纳米和混合增强材料在小众应用中的使用率正在不断提高。增材制造 (AM) 被认为是 MMC 产品的一种新型生产方法。该工艺代表了一种有前途的 MMC 产品生产方法。
苯乙烯-马来酸酐共聚物 (SMA) 聚酰胺 (PA) (热塑性) 聚氨酯 (PU R) 热塑性聚酯 聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 聚对苯二甲酸丙二醇酯 (PTT) 聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN) 液晶聚合物 (LCP) 聚缩醛 (POM) 聚苯醚 (PPE) 热塑性弹性体 (TPE) 热塑性聚烯烃弹性体 (TPE-O) 热塑性聚烯烃硫化橡胶 (TPE-V) 热塑性聚酯弹性体 (TPE-E) 苯乙烯嵌段共聚物 (TPE-S) 热塑性共聚酰胺弹性体 (TPE-A) 热塑性聚氨酯 (TPE-U) 3.1.10 含氟聚合物 聚四氟乙烯 (PTFE) 聚偏氟乙烯 (PVD F) ETFE 聚乙烯氯三氟乙烯 (EC FTE) THV 3.1.11 其他热塑性塑料 脂肪族聚酮 热固性树脂 3.2.1 不饱和聚酯 (UP 树脂) 3.2.2 酚醛树脂 - 苯酚甲醛聚合物 (PF) 3.2.3 环氧树脂 3.2.4 (热固性)聚氨酯 (PUR) 3.2.5 其他热固性塑料 增强材料 3.3.1 玻璃纤维和玻璃毡 玻璃增强热塑性塑料 R-RIM 和 S-RIM 3.3.2 其他纤维 天然纤维 芳族聚酰胺纤维 碳纤维 金属纤维 颗粒增强材料 纳米复合材料
如今,创新的轻型结构和高度复杂的飞机部件均采用现代轻型材料(如碳纤维增强塑料 (CFRP))制成。在此背景下,航空工业中纤维复合材料部件的当前生产技术通常具有周期长、材料使用不理想以及返工或精加工工作量大等特点。一种有前途的技术可用于制造轻型、几何形状复杂且功能齐全的部件,既经济又省时,即在单级压缩成型工艺中结合使用热固性片状模塑料 (SMC) 与短切纤维增强材料和预浸渍定制连续纤维增强材料。与传统的复合材料生产技术相比,这种混合材料和工艺技术可缩短周期、实现功能集成、提高设计自由度、优化材料使用并减少返工。对于机舱、货舱以及二级结构飞机部件的制造,可以直接使用金属元件(如嵌件)并使用再生碳纤维。此外,该工艺技术可以完全自动化,从而提高经济效率。因此,本文通过分析和模拟生产适当产品的整体工艺链,探讨了这项新技术的潜力,特别是在降低成本和节省时间方面的潜力。
摘要:由于在文献中众所周知,过渡金属可以形成极端硬化的碳化物并有效地增强材料的矩阵,因此最近添加了其中的一些,例如V,NB,CR,MO和W,以同时添加到铸铁中。此外,通常将CO添加到铸铁以增强材料的基质。然而,铸铁的耐磨性也可能受到C的添加,专家在文献中很少讨论。因此,在这项研究中研究了C含量(1.0; 1.5; 2.0 wt。%)对5 wt。%V/CR,MO,W和CO合金的磨料磨损行为的影响。根据磨砂颗粒,使用二氧化硅砂(1100 hv; 300 µm)的ASTM G65使用橡胶轮磨损测试机进行了评估。结果表明,在材料的微观结构上沉淀出复数碳化物(MC,M 2 C和M 7 C3),这与C的其他类型的碳化物的行为不同,因为C的数量增加。The hardness and wear resistance properties of 5V-5Cr-5Mo-5W-5Co-Fe and 5Nb-5Cr-5Mo-5W-5Co-Fe multicomponent cast alloys increased as the quantity of C increased.但是,我们观察到两种具有相同C添加的材料之间的硬度没有显着差异,而与VC相比,由于NBC的尺寸较大,与5V样品相比,5NB具有更好的磨损性特性。因此,可以确定,在这项研究中,碳化物的大小比其体积分数和硬度更重要。
a DOE 燃料电池技术办公室记录 #13010“车载 IV 型压缩存储系统 - 当前性能和成本”,2013 年 6 月 11 日 b 2018 年度绩效评审,“氢存储选项的系统级分析”,RK Ahluwalia,华盛顿特区,2018 年 6 月 13-15 日 c 2016 年度绩效评审,“增强材料和设计参数以降低氢存储罐成本”,项目编号 ST101。David W. Gotthold,华盛顿特区,2016 年 6 月 9 日。
复合材料增材制造技术的进步已经改变了航空航天、医疗设备、组织工程和电子产品。增强 3D 打印物体性能的一个关键方面是通过在结构中嵌入和定向增强材料来微调材料。现有的定向这些增强材料的方法受到图案类型、排列和粒子特性的限制。声学提供了一种通用的方法来控制粒子,而不受其大小、几何形状和电荷的影响,从而实现复杂的图案形成。然而,将声学集成到 3D 打印中一直具有挑战性,因为声场在聚合层和未聚合树脂之间散射,从而产生不必要的图案。为了应对这一挑战,开发了一种创新的声学辅助体积 3D 打印机 SonoPrint,它可以同时对整个结构进行增强图案化和打印。SonoPrint 通过在制造的结构中嵌入增强颗粒(例如微观玻璃、金属和聚苯乙烯)来生成机械可调的复合几何形状。该打印机采用驻波场在感光树脂中直接创建目标粒子图案(包括平行线、径向线、圆形、菱形、六边形和多边形),只需几分钟即可完成打印。SonoPrint 增强了结构特性,有望推进体积打印,解锁组织工程、生物混合机器人和复合材料制造中的应用。
纤维纤维是一种增强材料。纤维是具有某些特征和特性的一小部分增强材料。纤维被认为是增强弯曲和拉伸强度的建筑材料,以及可以将波特兰水泥与水泥矩阵结合在一起的粘合剂。纤维增加了混凝土的结构完整性。纤维通常用于混凝土中,以控制由于塑料收缩和干燥收缩而导致的裂纹。它产生更大的影响和耐磨性。使用微纤维具有更好的影响抗性能力。纤维钢筋混凝土(FRC)是一种新的结构材料,它越来越重要。钢纤维,碳纤维和玻璃纤维是建筑工作中使用的新趋势。纤维由于其固有的优势而大规模地找到了土木工程中的应用。高强度纤维,有利的方向,纤维长度,纤维长度和直径已独立发现,以提高复合材料的强度。历史记录使用纤维作为增强的概念并不是什么新鲜事物。在古代,马毛被用于灰泥和稻草中。在1900年代使用石棉纤维。,由于发现健康风险,因此不建议使用石棉。在1963年,Romualdi和Botson在FRC上发表了他们的经典论文。之后,诸如钢,玻璃和合成纤维之类的新材料取代了混凝土中的石棉。对这项技术的研究仍在进行中。FRC被认为是建筑工程中最大的进步之一。FRC系统构建的一些例子或著名结构