引論：我們?yōu)槟砹?3篇復(fù)合材料論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
②開展畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐條件不足。畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題大致為復(fù)合材料成型與膠接兩個(gè)方向，學(xué)校雖然有一定的復(fù)合材料的成型和膠接的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件，但由于場(chǎng)地小，設(shè)備缺乏，無(wú)法滿足專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，因此學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成大多是參考相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，只是理論上的分析，不僅學(xué)生完成困難，而且沒有具體的工藝實(shí)訓(xùn)過程操作，內(nèi)容空洞。
2教師方面
①師資匱乏，教師指導(dǎo)壓力大。指導(dǎo)教師相對(duì)于學(xué)生的數(shù)量嚴(yán)重不足，教師指導(dǎo)壓力大，無(wú)法保證對(duì)每位學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的指導(dǎo)。畢業(yè)生忙于就業(yè)和實(shí)習(xí)，對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)不上心，加之高職學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，專業(yè)論文撰寫的能力不強(qiáng)，所以老師指導(dǎo)起來(lái)更是壓力倍增。教師在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)同時(shí)還要完成相對(duì)較多的教學(xué)任務(wù)，往往會(huì)精力分散，指導(dǎo)學(xué)生又多，導(dǎo)致指導(dǎo)效果不佳。
②選題理論化，部分與生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié)。雖然專業(yè)教師均具備碩士學(xué)位，專業(yè)理論水平高，但多半缺乏企業(yè)工作經(jīng)歷，不能及時(shí)準(zhǔn)確把握企業(yè)動(dòng)態(tài)和職業(yè)崗位的需求，因此在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題上很多老師多半采取由學(xué)生自主選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)課題或讓學(xué)生參與自己的立項(xiàng)科研課題，而未考慮學(xué)生職業(yè)崗位的需求。因此選題理論化，與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)。
3學(xué)生方面
①對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)積極性不高。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，很多學(xué)生忙于找工作和提前進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)，對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)積極性不高，得過且過。學(xué)生常常不能按時(shí)完成老師布置的畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題和資料搜集任務(wù)，也不能參加老師定期的指導(dǎo)會(huì)議。對(duì)于后期的論文修改，也不能及時(shí)認(rèn)真修改，很多學(xué)生都是隨意修改下，就交上來(lái)，態(tài)度不認(rèn)真。還有部分同學(xué)很難聯(lián)系上，對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)置之不理。
②搜集、整理資料能力差。撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)首先應(yīng)搜集相關(guān)專業(yè)資料閱讀，并進(jìn)行分析和整理，隨后才能開展畢業(yè)論文的撰寫。但很多學(xué)生搜集網(wǎng)絡(luò)資料的能力非常差，大多數(shù)學(xué)生只會(huì)使用簡(jiǎn)單常用的搜索引擎，對(duì)于相關(guān)論文數(shù)據(jù)庫(kù)的使用和信息檢索非常陌生。同時(shí)，學(xué)生資料整理能力也有限，只會(huì)將查到的資料東拼西湊、無(wú)序堆積，缺乏邏輯性和前后的連貫性。
③畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫能力差。畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫指導(dǎo)教師只起引導(dǎo)作用，主要給出資料搜集任務(wù)和對(duì)論文的修改意見，論文主體是由學(xué)生完成。大多數(shù)學(xué)生撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)能力較差，在撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)茫然一片，不知道如何編排結(jié)構(gòu)，如何進(jìn)行分層分析，邏輯推理。只是對(duì)搜集到的相關(guān)資料進(jìn)行拼湊，論文內(nèi)容邏輯混亂，前后層次不明，不連貫，讀起來(lái)一頭霧水。有部分學(xué)生內(nèi)容與題目基本沒關(guān)系，論文格式更是五花八門，錯(cuò)誤百出。
二提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的途徑
1調(diào)整畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間
提前布置畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)條件允許的情況下，可以把畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)提前到第四個(gè)學(xué)期的期末，在學(xué)生參加暑期頂崗實(shí)習(xí)前，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)工作動(dòng)員和任務(wù)預(yù)分配工作。要求學(xué)生在頂崗實(shí)習(xí)期間，結(jié)合自己實(shí)習(xí)的相關(guān)工作擬定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題范圍，在相關(guān)專業(yè)崗位認(rèn)真將其工藝流程、參數(shù)等進(jìn)行詳細(xì)記錄的任務(wù)，并要求學(xué)生完成實(shí)習(xí)崗位工藝的相關(guān)科技文獻(xiàn)查詢?nèi)蝿?wù)，開學(xué)以書面報(bào)告形式上交給指導(dǎo)教師。這樣為學(xué)生后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)完成積累了素材，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)也會(huì)順手很多。
2重視畢業(yè)設(shè)計(jì)選題
注重與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題應(yīng)在理論深度上降低要求，注重其技能性和實(shí)用性。學(xué)生可在頂崗生產(chǎn)實(shí)習(xí)的過程中自主選擇適合工作崗位的課題。由于學(xué)生所選課題緊貼工作崗位，有些甚至可能是單位急需解決的問題，學(xué)生認(rèn)真思考和親手操作過，對(duì)于其中的工藝流程和質(zhì)量管理過程非常熟悉，因此學(xué)生的積極性會(huì)提高，參與性較強(qiáng)，畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)大幅提高。比如2010級(jí)部分暑期在西安航天復(fù)合材料研究所實(shí)習(xí)的同學(xué)，選擇纏繞和模壓等與其工作相關(guān)的成型工藝作為畢業(yè)設(shè)計(jì)選題，其畢業(yè)設(shè)計(jì)就完成的非常不錯(cuò)。
3專兼職指導(dǎo)教師合作
團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)面對(duì)師資力量匱乏，有經(jīng)驗(yàn)、有資歷的指導(dǎo)教師人手不足的情況，我們應(yīng)充分利用校外實(shí)訓(xùn)基地、頂崗實(shí)習(xí)單位的資源，采取激勵(lì)制度，擴(kuò)寬教師聘請(qǐng)的渠道，鼓勵(lì)和吸引技術(shù)專家工程技術(shù)人員、技師等具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)骨干到校擔(dān)任畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作。這些技術(shù)人員與我們的專職教師組成團(tuán)隊(duì)，共同指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，這樣既緩解了指導(dǎo)教師短缺的矛盾，又彌補(bǔ)了校內(nèi)指導(dǎo)教師在實(shí)踐方面的不足。另外，部分提前就業(yè)實(shí)習(xí)的學(xué)生可自主選擇所在就業(yè)實(shí)習(xí)單位具有高級(jí)職稱的技術(shù)人員作為指導(dǎo)教師，這樣在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，指導(dǎo)教師就在身邊，可隨時(shí)指導(dǎo)，提高其解決實(shí)際問題的能力，也會(huì)避免老師與學(xué)生溝通障礙的問題，大大提高畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)效率和畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
4加強(qiáng)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程的監(jiān)管
學(xué)校和系部對(duì)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督管理，定期抽查，體現(xiàn)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重視。教研室定期組織指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)情況進(jìn)行檢查并將各組檢查情況上報(bào)教研室。定期召開會(huì)議對(duì)各組指導(dǎo)情況及檢查中存在的問題進(jìn)行探討，并給出下一階段指導(dǎo)工作的任務(wù)和具體要求。另外還可開展教師和學(xué)生的互評(píng)活動(dòng)，要求教師根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)給學(xué)生打分作為最后畢業(yè)設(shè)計(jì)總評(píng)的一部分；學(xué)生也可以根據(jù)教師的指導(dǎo)情況給教師評(píng)分，作為對(duì)教師教學(xué)效果評(píng)價(jià)的一部分，這樣給學(xué)生增加了壓力，給教師增強(qiáng)了責(zé)任心。與此同時(shí)，要嚴(yán)把答辯關(guān)，對(duì)于審查教師和評(píng)閱教師共同認(rèn)定合格的論文才能進(jìn)行答辯，并要求每位同學(xué)必須現(xiàn)場(chǎng)答辯，答辯過程中，論文的質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)均要納入到答辯成績(jī)中。
5畢業(yè)設(shè)計(jì)考核評(píng)價(jià)過程化
將學(xué)生平時(shí)參加組內(nèi)討論會(huì)情況、資料搜集整理工作情況、論文進(jìn)度匯報(bào)工作情況、論文質(zhì)量、答辯表現(xiàn)情況均納入畢業(yè)設(shè)計(jì)考核中，并根據(jù)相應(yīng)的項(xiàng)目給出合理的分?jǐn)?shù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的考評(píng)最大限度反映學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和綜合素質(zhì)水平，也使畢業(yè)設(shè)計(jì)考核工作更加合理和公平化。
篇2
1.2最新研究進(jìn)展和趨勢(shì)
日本開發(fā)研制成功一種帶有鋁合金接頭碳纖維聚合卷管。研究發(fā)現(xiàn)這種聚合卷管具有高效的結(jié)構(gòu)體系，在實(shí)際應(yīng)用中可以獲得特殊的建筑效果[1]。也有學(xué)者提出利用碳纖維優(yōu)良的導(dǎo)電性，通過相應(yīng)手段監(jiān)測(cè)碳纖維復(fù)合材料加固部位導(dǎo)電性能的變化情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)土木建筑物或橋梁等的無(wú)創(chuàng)口健康監(jiān)測(cè)和診斷，而目前利用碳纖維優(yōu)良的導(dǎo)電性，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究不多，鄭立霞《局部疊層碳纖維水泥基材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)研究》（四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版)2011.2）研究指出利用不同將碳纖維所具有的特有的導(dǎo)電特性，將不同碳纖維取代鋼筋加入普通混凝土中，普通混凝土便成為具有自診斷功能特性的智能混凝土。利用這些功能特性可望實(shí)現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測(cè)。并通過實(shí)驗(yàn)研究局部疊層碳纖維取代鋼筋形成的三點(diǎn)彎曲梁在單調(diào)和循環(huán)拉應(yīng)力作用下電阻的變化規(guī)律，分析了局部疊層碳纖維水泥基材料的應(yīng)變-電阻效應(yīng)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋瑢?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，局部疊層碳纖維水泥基材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)是連續(xù)碳纖維水泥基材料應(yīng)變靈敏系數(shù)的近23倍，但穩(wěn)定性要差一些；局部疊層碳纖維水泥基材料的電阻和拉伸應(yīng)變成正比例，因此利用這一特性把可望把局部疊層碳纖維用于土木工程，便于實(shí)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測(cè)。
2碳纖維復(fù)合材料在構(gòu)件承載力不足的情況下的應(yīng)用
雖然在土木工程施工過程中在施工階段，從上到下有嚴(yán)格的施工規(guī)范和要求，但是實(shí)際過程中卻常常存在由于施工管理不嚴(yán)、施工人員能力缺陷、致使施工質(zhì)量不能達(dá)到要求，特別是混凝土構(gòu)件承載力不足導(dǎo)致在建工程或建成工程使用時(shí)在安全隱患，存在一定的潛在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，可能導(dǎo)致傷害事故的發(fā)生，在這種情況下，如何在不拆除現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)的條件下對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行范圍內(nèi)的加固和修復(fù)是要解決的問題，使用碳纖維復(fù)合材料為主要原料的纖維增強(qiáng)聚合布進(jìn)行加固，可以在不毀壞現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，使混凝土結(jié)構(gòu)得到理想的增補(bǔ)效果。加上纖維增強(qiáng)聚合布施工過程中無(wú)需任何重型機(jī)械，施工空間不受限制的優(yōu)點(diǎn)，因此在維護(hù)和加固現(xiàn)有建筑中得到大量應(yīng)用。
2.1碳纖維復(fù)合材料在民用建筑加固方面的應(yīng)用
由于碳纖維增強(qiáng)聚合布的材料性能的特點(diǎn)，碳纖維增強(qiáng)聚合布大量應(yīng)用在民用建筑中，如梁、板、柱、頂、梁腹裂縫發(fā)展過大的構(gòu)件加固中。碳纖維增強(qiáng)聚合布加固可有效控制裂縫的發(fā)展。在使用碳纖維復(fù)合材料對(duì)不同部位進(jìn)行加固時(shí)，操作手段、方法有一定差異。目前通常使用碳纖維布對(duì)鋼筋混凝土裂縫等進(jìn)行加固時(shí)首先選取合適粘合劑，以免造成粘合不緊密，加固效果差，在此基礎(chǔ)上注意粘貼在混凝土裂縫處。在對(duì)鋼筋混凝土抗彎構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，通常采用特殊粘合劑將碳纖維布粘貼于混凝土構(gòu)件強(qiáng)力受拉區(qū)，通過碳纖維布增加受拉區(qū)域強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)碳纖維布分擔(dān)工程結(jié)構(gòu)中混凝土鋼筋的承受拉力，提高混凝土構(gòu)件的抗彎承載力和受拉承載力。碳纖維復(fù)合材料加固損傷的受彎構(gòu)件時(shí)，結(jié)果表明，通過碳纖維布的加固，檢驗(yàn)結(jié)果顯示，加固部位剛度恢復(fù)非常顯著，加固部位強(qiáng)度和加固量、損傷程度具有一定關(guān)系，通過加固，兩者都有不同程度的改善提高。在工程中使用碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行抗剪力加固時(shí)，一般要求將碳纖維復(fù)合材料粘貼于加固構(gòu)件的受剪力區(qū)，力求形成整體的拉力，促使碳纖維復(fù)合材料的作用類似于箍筋，從而形成一定的加固力量，有效控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的進(jìn)一步發(fā)展。目前研究結(jié)果表明，理論上推算碳纖維復(fù)合材料的隨著外界條件變化應(yīng)變發(fā)展比較緩慢，在實(shí)踐中用于加固混凝土構(gòu)件時(shí)，碳纖維復(fù)合材料達(dá)到的最大應(yīng)變值比較小。在加固混凝土構(gòu)件屈服后，碳纖維復(fù)合材料逐漸取代混凝土構(gòu)件箍筋的作用逐，從而有效提高構(gòu)件抗剪承載力，碳纖維復(fù)合材料對(duì)工程質(zhì)量提高程度與加固方式、加固量、帶間距及粘貼層數(shù)密切相關(guān)。因此實(shí)踐中使用碳纖維復(fù)合材料對(duì)一定的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修和加固時(shí)，要區(qū)別對(duì)待，不同位置、強(qiáng)度的部件進(jìn)行加強(qiáng)所需粘貼量不同，過多過少都不利于加固效果的最優(yōu)化，如粘貼過量碳纖維增強(qiáng)聚合布，可能會(huì)導(dǎo)致不能充分的發(fā)揮碳纖維增強(qiáng)聚合布的優(yōu)勢(shì)。由于碳纖維增強(qiáng)聚合布的可設(shè)計(jì)性的優(yōu)勢(shì)它與所加固構(gòu)建之間粘貼比較緊密，可以在不改變現(xiàn)有建筑外觀形狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行整體加固，因此在一些對(duì)整體構(gòu)件加固質(zhì)量要求比較高，碳纖維聚合布在得到大量應(yīng)用，如對(duì)歷史建筑的搶救、保護(hù)和維護(hù)和原有建筑，同時(shí)構(gòu)件的整體抗震性能得到提高。
2.2橋梁建設(shè)加固方面碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
由于碳纖維復(fù)合材料的使用特點(diǎn)，碳纖維增強(qiáng)聚合布可以應(yīng)用在橋梁加固方面。如磨損、裂縫、局部塌陷的橋面，可以在保持現(xiàn)有混凝土構(gòu)件的情況下，通過適當(dāng)修補(bǔ)后加貼碳纖維增強(qiáng)聚合布，從而提高橋面堅(jiān)固程度和增加使用壽命，如一般采用將碳纖維增強(qiáng)聚合布粘貼于橋面板下面，在提高橋面整體平整的基礎(chǔ)上可以增強(qiáng)橋面板的抗彎及抗剪能力，延長(zhǎng)橋梁使用壽命，目前碳纖維復(fù)合材料在橋梁建設(shè)方面的用途主要有兩類，現(xiàn)有橋梁的加固方面和新橋梁的建設(shè)使用。在橋梁加固方面碳纖維復(fù)合材料主要用于混凝土橋梁的基本構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、裂縫受彎構(gòu)件、抗彎構(gòu)件等的加固，加固的目的主要是提高橋梁的面板、構(gòu)件的抗彎、受彎、抗剪、軸向抗壓承載力等，橋梁建設(shè)加固方面碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用在國(guó)外應(yīng)用廣泛，我國(guó)在這方面的工程實(shí)踐是在引進(jìn)吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)橋梁工程和新材料發(fā)展?fàn)顩r，2003年7月對(duì)1971年建成的“寶成橋”進(jìn)行了加固維修。提高了大橋承載強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)大橋基本構(gòu)件提供了抗裂防腐的保護(hù)作用[2-5]。但是碳纖維增強(qiáng)聚合布加固混凝土橋柱、橋梁時(shí)，應(yīng)注意原有混凝土構(gòu)件橫向膨脹性能促使外包碳纖維增強(qiáng)聚合布的局部環(huán)向剛度增大，導(dǎo)致混凝土原有構(gòu)件的脆性破壞，因此在應(yīng)用碳纖維增強(qiáng)聚合布維修橋梁加固混凝土柱時(shí)要注意完全粘貼整個(gè)構(gòu)件。
篇3
復(fù)合材料成型模具直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足:①模具要有足夠的剛度、強(qiáng)度，以保證模具型面基準(zhǔn)不變;②熱容量小，熱膨脹小，熱穩(wěn)定性好;③加工精度高，表面光度高，模具自身協(xié)調(diào)性好;④施工便捷，操作安全可靠;重量輕，運(yùn)輸方便;⑤可維護(hù)性好，制造成本低;⑥具有良好氣密性。根據(jù)復(fù)合材料U形梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中需要解決以下技術(shù)難點(diǎn):成型模具的結(jié)構(gòu)形式如何保證構(gòu)件的型面公差，如何滿足脫模要求并解決U形梁的回彈問題。
3模具選材
3.1模具材料
復(fù)合材料成型模具用料要求熱變形小、熱膨脹系數(shù)小以及導(dǎo)熱系數(shù)高，大多采用普通鋼、INVAR鋼、碳/環(huán)氧復(fù)合材料和鋁合金。普通碳鋼適用于型面曲率不大的模具，當(dāng)產(chǎn)品批量生產(chǎn)、尺寸精度要求較高時(shí)，選擇鋼制模具最為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用;鋁合金適用于平板類、尺寸精度要求不高的模具;INVAR鋼適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、曲率大、尺寸大的模具。不同模具材料對(duì)復(fù)合材料構(gòu)件變形的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是不同的材料熱導(dǎo)率會(huì)影響與其直接接觸的復(fù)合材料構(gòu)件固化溫度場(chǎng)的分布，從而影響最終構(gòu)件內(nèi)殘余應(yīng)力的大小及分布，引起不同的構(gòu)件變形;另一方面就是不同材料的熱膨脹系數(shù)不同，模具與構(gòu)件之間的相互作用程度不一樣，因此導(dǎo)致構(gòu)件的變形不同。在固化過程中，模具與復(fù)合材料構(gòu)件之間的熱膨脹系數(shù)不匹配會(huì)引起模具與構(gòu)件接觸處的層間應(yīng)力，包括層間剪切應(yīng)力和沿構(gòu)件厚度方向的力，這主要是由于模具與構(gòu)件在固化壓力的作用下始終粘貼在一起，隨著模具受熱膨脹，靠近模具的構(gòu)件層比遠(yuǎn)離模具的構(gòu)件層受到的約束張力要大，因此沿構(gòu)件厚度方向形成一定的應(yīng)力梯度，在固化過程中這部分應(yīng)力被“凍結(jié)”在構(gòu)件中，在脫模以前都沒有得到釋放，固化完成后冷卻至室溫脫模，這部分應(yīng)力將被釋放，脫模后的復(fù)合材料構(gòu)件必須通過變形來(lái)維持應(yīng)力的平衡。
3.2模具型面補(bǔ)償修正
模具設(shè)計(jì)時(shí)要考慮復(fù)合材料與模具熱膨脹系數(shù)的差異，INVAR鋼和復(fù)合材料模具受熱膨脹的影響很小，可忽略不計(jì);但對(duì)于普通碳鋼和鋁合金模具影響比較大，對(duì)于大尺寸的復(fù)合材料構(gòu)件需要采取補(bǔ)償措施，根據(jù)計(jì)算公式和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。考慮到制造成本和構(gòu)件精度要求，本文設(shè)計(jì)的模具選用Q235鋼制造，根據(jù)上述公式計(jì)算縮尺KS為－0.65‰，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和復(fù)合材料梁的結(jié)構(gòu)形式，提取整個(gè)構(gòu)件的理論型面并按適當(dāng)縮尺進(jìn)行縮小，模具設(shè)計(jì)時(shí)按照縮小后構(gòu)件提取的型面作為模具的設(shè)計(jì)型面，以減小構(gòu)件的變形或抵消變形的影響作用。
4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1模具回彈角的補(bǔ)償
復(fù)合材料在熱固化成型過程中由于材料本身的各向異性、鋪層方向引起的力學(xué)性能差異、結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性和基體的固化收縮效應(yīng)等因素，在構(gòu)件內(nèi)經(jīng)應(yīng)力梯度和溫度梯度耦合作用導(dǎo)致固化時(shí)的內(nèi)應(yīng)力積聚，一部分應(yīng)力在構(gòu)件中以殘余應(yīng)力的形式長(zhǎng)久存在，另一部分應(yīng)力在構(gòu)件脫模后釋放，這兩部分應(yīng)力存在的形式共同導(dǎo)致回彈變形。對(duì)于梁、長(zhǎng)桁類有大夾角的構(gòu)件，固化成型過程中在拐角處的回彈變形會(huì)導(dǎo)致夾角變化，即構(gòu)件在固化脫模后，夾角因收縮而小于模具角度，此差值為回彈角。這將給制件間的裝配帶來(lái)容差、超差等問題，翼梁緣條回彈使其外形偏離了設(shè)計(jì)要求而導(dǎo)致蒙皮與翼梁間螺栓連接裝配孔錯(cuò)位，若對(duì)裝配件進(jìn)行強(qiáng)制裝配將會(huì)引起殘余應(yīng)力、密封不好等問題，這樣會(huì)降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和疲勞壽命，甚至造成制件報(bào)廢。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，通過調(diào)整模具型面來(lái)補(bǔ)償構(gòu)件回彈，即構(gòu)件夾角加上回彈角等于模具夾角，使構(gòu)件在脫模回彈后符合工程數(shù)模要求。國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者都在積極研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)固化變形的預(yù)測(cè)及控制方法。GFG公司在復(fù)合材料工形梁的成型模具設(shè)計(jì)時(shí)，考慮工形梁緣條的回彈，采用經(jīng)驗(yàn)的方法在模具的緣條型面上加入修正值(約1°)以抵消構(gòu)件回彈。國(guó)內(nèi)賈麗杰等人針對(duì)復(fù)合材料典型C形結(jié)構(gòu)的回彈變形進(jìn)行研究，通過對(duì)回彈角的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正，確定C形梁回彈角度在1°左右。本文涉及的復(fù)合材料U形梁為閉角結(jié)構(gòu)，成型模具設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行回彈補(bǔ)償，結(jié)合以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究結(jié)果，在兩側(cè)緣條各設(shè)置1°回彈補(bǔ)償角，提取補(bǔ)償后的兩側(cè)緣條型面為模具的型面。
4.2模具結(jié)構(gòu)形式
復(fù)合材料梁一般為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，常用模具結(jié)構(gòu)形式為陰模、陽(yáng)模和陰陽(yáng)模組合，分析構(gòu)件是否有氣動(dòng)面、裝配面、膠接面等，一般情況下可確定這些面為貼膜面。根據(jù)U形梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用CATIAV5R18建模，模具為框架式陽(yáng)模結(jié)構(gòu)，采用Q235鋼焊接制造，模具包括模胎、支撐框架(支板組件和框架)、蓋板、工具球套。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門所提供的產(chǎn)品零件數(shù)模提取成型曲面作為模胎的理論型面，將該曲面偏移10mm切割實(shí)體，獲得“Ω”型模胎;創(chuàng)建支板組件，輸入單個(gè)支板尺寸創(chuàng)建實(shí)體并設(shè)計(jì)散熱孔，通過陣列命令創(chuàng)建其他支板;框架為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，采用的方鋼管為標(biāo)準(zhǔn)型材，根據(jù)彼此之間的位置約束關(guān)系通過陣列偏移命令進(jìn)行設(shè)置。這種框架式模具結(jié)構(gòu)厚度均勻，通風(fēng)好，升溫快，有利于模具各點(diǎn)溫度均勻，可以減少模具在升溫和降溫過程中因各部位溫度不一樣而引起的模具變形。(1)模胎模胎是“Ω”型一體式結(jié)構(gòu)，采用10mm等厚的鋼板，在保證氣密性前提下允許拼接焊接。在模胎上需要留有一定距離用于打真空袋，通常手工鋪貼模具的余量區(qū)在100～200mm。模胎的型面輪廓度公差小于0.2mm，數(shù)控加工后按數(shù)模中模胎線數(shù)據(jù)集劃線，深0.5mm、寬0.3mm，并在余量線外打出標(biāo)記，所有劃線位置的偏差不大于0.2mm。構(gòu)件輪廓線用于非數(shù)控切邊時(shí)使用，決定構(gòu)件外形尺寸的精度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮模具材料的膨脹因素作適當(dāng)縮放處理。鋪貼線用于無(wú)激光投影時(shí)手工鋪貼定位，以控制鋪貼余量，防止由于鋪貼不完全齊整、流膠、擋膠條等因素導(dǎo)致固化后產(chǎn)品邊緣質(zhì)量不高，通常鋪貼線到產(chǎn)品輪廓線可留20mm余量。(2)支撐框架框架與支板組件主要起支撐作用，保證整個(gè)模具的強(qiáng)度和剛度。框架取消了傳統(tǒng)的薄板格柵結(jié)構(gòu)，采用方鋼管焊接，具有成本低、加工周期短的優(yōu)點(diǎn)，有效實(shí)現(xiàn)模具減重，又使得空氣流在模具體上下表面任意流動(dòng)，加熱更均勻。在支板組件上設(shè)計(jì)散熱孔，盡量在同一直線上保證成型過程中空氣的流通性，有利于整個(gè)成型的復(fù)合材料構(gòu)件溫度均勻，保證成型產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)在支板兩端設(shè)計(jì)80×50×10mm的加強(qiáng)塊，防止模具在吊裝時(shí)沿長(zhǎng)度方向產(chǎn)生變形。(3)蓋板和工具球梁腹板平面處采用2mm鋁蓋板與陽(yáng)模配套使用，使構(gòu)件表面加熱均勻，同時(shí)在抽真空的過程中傳力均勻，保證構(gòu)件外表面的平面度。工具球用于定位找正，在設(shè)計(jì)時(shí)要覆蓋構(gòu)件的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，長(zhǎng)度方向間隔不超過1m。各工具球孔按數(shù)模制造，并在模胎上打出所有工具球?qū)嶋H坐標(biāo)值及孔位序號(hào)，用于手動(dòng)鋪貼時(shí)放置激光投影的靶標(biāo)，以定位鋪層區(qū)域。(4)后續(xù)處理模具焊接完成后進(jìn)行2～3次退火，消除焊接和機(jī)加應(yīng)力，減少模具的變形;對(duì)模具型面進(jìn)行激光測(cè)量，型面精度符合圖紙要求;加工完畢做氣密試驗(yàn)，保證模具氣密性。
4.3工藝驗(yàn)證
在復(fù)合材料U形梁的熱壓罐成型工藝中，采用本文設(shè)計(jì)的成型模具進(jìn)行鋪疊成型，生產(chǎn)的復(fù)合材料構(gòu)件易于脫模，表面光滑平整，型面公差符合要求，U形梁兩側(cè)緣條的角度變形控制在技術(shù)要求范圍以內(nèi)，滿足了后續(xù)與壁板及其他組件的裝配要求。
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2．1加工設(shè)備GAG結(jié)構(gòu)復(fù)合片材為多層結(jié)構(gòu)，因此需多層共擠擠出設(shè)備成型，根據(jù)各層的材料特性選擇合適的螺桿類型。作者采用先進(jìn)的專用三層共擠擠出機(jī)，兩組擠出機(jī)螺桿直徑分別為:65mm、120mm。其它配套設(shè)備包括結(jié)晶設(shè)備、干燥設(shè)備、物料輸送系統(tǒng)。
2．2加工工藝
共擠復(fù)合工藝是使用二臺(tái)或二臺(tái)以上的擠出機(jī)分別供給不同的熔融料流，運(yùn)用不同的分配器，將各種粘接樹脂通過一定的流道在一個(gè)復(fù)合機(jī)頭內(nèi)匯合與相應(yīng)的基材進(jìn)行粘合的加工過程。它能夠使具有不同特性的樹脂在擠出過程中彼此復(fù)合在一起，使之兼有幾種不同材料的優(yōu)良特性。常用的分配器為AAB、BAA、BAB，A一般為大螺桿，擠出量相應(yīng)較大:B為小螺桿，擠出量相應(yīng)較小。GAG結(jié)構(gòu)復(fù)合片材采用BAB分配器，A層對(duì)應(yīng)的螺桿擠出APET樹脂，B層對(duì)應(yīng)的螺桿擠出PETG樹脂，通過調(diào)整分配器可以調(diào)整各層的比例。GAG復(fù)合片材的生產(chǎn)工藝圖如下:
2．3關(guān)鍵問題及解決方案
(1)、APET樹脂進(jìn)入擠出機(jī)前需充分干燥［5］，因?yàn)樵谌廴跀D出過程中水份的存在會(huì)促使APET分子水解，而水解會(huì)使相對(duì)分子質(zhì)量降低，導(dǎo)致物理性能特別是沖擊強(qiáng)度的下降，還會(huì)使片材產(chǎn)生汽泡、條紋、模糊等，嚴(yán)重影響片材的品質(zhì)。APET在擠出前必須干燥到水分含量低于0．005%，［6］此外干燥溫度的高低及時(shí)間長(zhǎng)短也會(huì)影響到材料的性能，使用大的空氣流量、高的干燥溫度和長(zhǎng)時(shí)間干燥會(huì)使材料老化。使用低的干燥溫度、低的空氣流量和短時(shí)間干燥會(huì)導(dǎo)致材料水解。建議干燥工藝為:干燥溫度150～155℃，干燥時(shí)間約4～5h，露點(diǎn)－20～－40℃;(2)、PETG樹脂進(jìn)入擠出機(jī)前同樣需要進(jìn)行干燥處理，干燥溫度65～70℃，干燥4～6h，注意干燥溫度不可超過75℃，否則樹脂容易粘結(jié)結(jié)塊;(3)、擠出溫度控制:APET擠出料筒溫度高于255℃，但不高于280℃，壓縮段溫度可以稍高，而后區(qū)溫度稍低;PETG擠出溫度210～240℃，擠出溫度不可高于240℃，高于240℃材料容易發(fā)生降解使得材料發(fā)黃并影響材料性能;模頭溫度230～240℃;(4)、GAG復(fù)合材料表面摩擦系數(shù)較大，收卷后容易粘結(jié)難以分離，所以需要在表層PETG中添加內(nèi)爽滑劑降低其表面磨擦系數(shù)，根據(jù)實(shí)際情況控制內(nèi)爽滑劑的添加量，內(nèi)爽滑劑的添加量不宜多大，否則會(huì)造成下料及泵前壓力不穩(wěn)定影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性;(5)、根據(jù)實(shí)際需要，可通過調(diào)整A機(jī)和B機(jī)的擠出速度來(lái)控制PETG與APET的層比，PETG層層比在15～20%時(shí)材料具有較好的韌性及熱封性能，材料的性價(jià)比較好;(6)、生產(chǎn)完成停機(jī)前應(yīng)注意讓PETG擠出機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15～30min將螺桿里的余料擠空。以免重新開機(jī)出現(xiàn)“抱螺桿”的情況。重新開機(jī)時(shí)螺桿溫度到達(dá)設(shè)定溫度后先開啟PETG擠出機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)15～30min后再開啟APET擠出機(jī);(7)、GAG復(fù)合材料的邊角料應(yīng)特別注意要與APET材料的邊角料區(qū)分單獨(dú)回收，如APET回收料中混入GAG材料，二次利用生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)材料發(fā)黃現(xiàn)象，影響材料品質(zhì)。而GAG復(fù)合片材邊角料的回收利用，由于其無(wú)法以正常的APET結(jié)晶干燥工藝處理，所以無(wú)法直接加入到APET層中再次利用，目前比較可行的處理方法是利用雙螺桿擠出機(jī)先將其造粒，再在特定的溫度下進(jìn)行預(yù)結(jié)晶后加到APET中進(jìn)行生產(chǎn)。
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2.1金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的固－固相復(fù)合法
金屬層狀復(fù)合材料中的固－固相復(fù)合法是一種在上世紀(jì)30年代就發(fā)展起來(lái)的加工工藝，其主要原理是將兩種或多種已經(jīng)成型的板材通過疊加或者是軋制的方法使其能夠形成多層復(fù)合的方式，從而使這種復(fù)合板材能夠達(dá)到所需的性能要求。其中，復(fù)合板材所采用的軋制方法主要有熱軋和冷軋兩種，采用軋制的方法生產(chǎn)的復(fù)合板材具有生產(chǎn)成本較低、生產(chǎn)迅速以及成本板材的精度較高等優(yōu)點(diǎn)，通過與現(xiàn)有的鋼鐵生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)裝備相結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，利用軋制法可復(fù)合的金屬種類很多，但軋制復(fù)合往往需要進(jìn)行表面處理和退火強(qiáng)化處理等工藝，板型控制困難，軋件易邊裂，易形成脆性金屬化合物，且道次軋制變形量大，需要大功率的軋機(jī)。
2.2金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的爆炸復(fù)合法
此種方法的主要原理是通過使用炸藥作為主要的能源，從而將多種金屬材料復(fù)合焊接成一體的加工工藝，采用此種加工工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)出來(lái)的板材具有很高的產(chǎn)品適應(yīng)性且保留了復(fù)合材料原料的一些特性，同時(shí)生產(chǎn)的板材結(jié)合界面的結(jié)合強(qiáng)度較高，能夠使得其在后續(xù)的加工過程中保持較為良好的加工特性，同時(shí)對(duì)于金屬層狀復(fù)合材料的大小以及形狀等都具有很強(qiáng)的可調(diào)性且對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較低，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音從而不利于生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。
2.3金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的爆炸－軋制復(fù)合法
此種方法結(jié)合了固-固生產(chǎn)法中的軋制法以及爆炸法中的一些優(yōu)點(diǎn)，通過使用此種方法可以使得金屬層狀復(fù)合材料板能夠生產(chǎn)的尺寸更大、厚度更薄、長(zhǎng)度更長(zhǎng)以及更細(xì)的復(fù)合金屬材料，從而使得金屬材料的性能克服了單一工藝中所存在的一些問題。
2.4金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的擴(kuò)散焊接法
金屬層狀復(fù)合材料經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)具有多種生產(chǎn)工藝及加工技術(shù)，擴(kuò)散焊接是一種對(duì)在金屬層狀復(fù)合材料的復(fù)合加工中常用的技術(shù)，其能夠進(jìn)行多同種或不同種材料進(jìn)行復(fù)合。在加熱到母材熔點(diǎn)0.5～0.7的溫度時(shí)，在盡量使母材不出現(xiàn)變形的程度下加壓，使母材緊密接觸，利用界面出現(xiàn)的原子擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)結(jié)合的方法。
2.5金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的液－固相復(fù)合法
此種方法的原理是將一種（液相）的金屬材料通過多種不同的方式均勻的澆鑄在其他一種固態(tài)金屬材料的表面，并依靠?jī)煞N金屬材料表面之間所產(chǎn)生的一定的反應(yīng)來(lái)使兩者之間出現(xiàn)結(jié)合，并在液態(tài)金屬凝固后對(duì)其進(jìn)行壓力加工。
2.5.1直接澆鑄復(fù)合法
直接澆鑄復(fù)合法的制造工藝如下：首先需要將兩塊在內(nèi)側(cè)涂抹有剝離劑的鋼板進(jìn)行相應(yīng)的疊合，并將兩塊鋼板四周進(jìn)行焊接后放入盛有金屬液的鑄模中，待到周圍的液態(tài)金屬凝固后進(jìn)行一定的軋制，軋制完成后將焊接的鋼板四周的焊縫去掉，從而可以得到分離后的兩塊液固復(fù)合板，在進(jìn)行金屬層狀復(fù)合材料板的生產(chǎn)過程中如果做好對(duì)于加工溫度的把控可以使得復(fù)合材料板具有較高的復(fù)合強(qiáng)度。此種方法操作方便、由于無(wú)需使用過多的機(jī)械設(shè)備以及其他附加工藝，因此，其加工成本較低，可以應(yīng)用從而進(jìn)行批量化生產(chǎn)，不足之處是由于需要將固態(tài)的金屬板放置于高溫下的液態(tài)液中待其凝固，在這一過程中，由于兩者金屬材料熔點(diǎn)的不同會(huì)使得高溫的液態(tài)金屬會(huì)對(duì)固態(tài)金屬的表面造成一定程度的熔損，從而會(huì)對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的金屬層狀復(fù)合材料板的質(zhì)量造成一定的影響。雙流鑄造法又被稱為雙澆法，其主要是通過使用兩種液態(tài)金屬同時(shí)開始進(jìn)行鑄造，其主要利用的是兩種合金之間的熔點(diǎn)差，通過將低熔點(diǎn)的合金首先澆注在一種特殊的扁模具中，而后通過將模具內(nèi)的抽板進(jìn)行一定的提升，其后再將高熔點(diǎn)的合金澆注在抽板提升后所留下的空位中，從而得到所需要的復(fù)合金屬材料，使用此種方法需要做好時(shí)機(jī)的把控，特別是在金屬液的澆注速度方面更是需要注意，從而使兩層金屬界面結(jié)合良好且界面穩(wěn)定是比較嚴(yán)格的。
2.5.2釬焊法
釬焊法的主要原理是通過利用浸潤(rùn)的液態(tài)金屬相凝固使兩種金屬焊合一起的技術(shù)方法。此種方法的加工工藝簡(jiǎn)單、操作方便，能夠方便、快捷的完成異種金屬之間的結(jié)合，其缺點(diǎn)是在釬焊結(jié)合部位的硬度不高，從而使得復(fù)合材料板出現(xiàn)小孔、夾渣、偏析等缺陷。
3金屬層狀復(fù)合材料中的表面工程技術(shù)
電鍍主要是通過溶液中所含有的金屬離子在導(dǎo)電的情況下聚集到電極中的陰極中并均勻的覆蓋在陰極的表面使其形成能夠與基體牢固相結(jié)合的鍍覆層的過程。經(jīng)過多年的發(fā)展，電鍍已經(jīng)成為了現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分。除了電鍍外，在材料表面工程處理中還具有刷鍍、化學(xué)鍍以及熱噴涂、化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積等多種表面處理技術(shù)，以上這些技術(shù)都各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)金屬材料表面的特性需要適合的技術(shù)。
4金屬層狀符合材料的發(fā)展展望
隨著科技的進(jìn)步以及越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用于材料生產(chǎn)工藝中，現(xiàn)今，在金屬層狀復(fù)合材料的生產(chǎn)過程中主要有電磁成型復(fù)合、自蔓延高溫合成焊接技術(shù)、激光熔覆技術(shù)、超聲波焊接技術(shù)以及噴射沉積復(fù)合技術(shù)等。采用以上這些技術(shù)能夠使得金屬?gòu)?fù)合材料性能更高以及生產(chǎn)更為簡(jiǎn)單方便。
篇6
復(fù)合材料鍍層的硬度和耐磨性試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著加熱溫度的提高，復(fù)合材料鍍層的硬度增加，在400℃時(shí)達(dá)峰值，加熱溫度繼續(xù)升高，鍍層硬度呈下降趨勢(shì)；此外，陰陽(yáng)極相互垂直所得復(fù)合鍍層的硬度高于陰陽(yáng)極相互平行的硬度；鍍態(tài)時(shí)復(fù)合鍍層的磨損率均最高，隨著熱處理溫度的提高，磨損率呈下降趨勢(shì)，在400℃時(shí)磨損率最低，耐磨性最好。繼續(xù)升高溫度，磨損率有所上升。另外，隨著鍍層中磷含量的增加，其耐磨性改善。在400℃熱處理?xiàng)l件下，隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，復(fù)合鍍層的硬度和耐磨性增加，當(dāng)熱處理時(shí)間達(dá)到3小時(shí)時(shí)，鍍層硬度和耐磨性達(dá)到最佳值；若繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間，鍍層的硬度和耐磨性將降低。隨著鍍液中SiC濃度的增加，RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合材料鍍層的硬度增加，同時(shí)鍍層的耐磨性能也增強(qiáng)。鍍液中鎢酸鈉濃度對(duì)RE-Ni-W-P-SiC多功能復(fù)合材料硬度及耐磨性的影響規(guī)律與鍍液中SiC濃度對(duì)RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合材料硬度及耐磨性的影響規(guī)律基本一致，即隨著鎢酸鈉濃度的升高，RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合鍍層的硬度和耐磨性均提高。隨著鍍液中次亞磷酸鈉濃度的升高，鍍層的硬度和耐磨性均降低。
RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合材料鍍層的組織與結(jié)構(gòu)分析表明，復(fù)合鍍層在鍍態(tài)下為非晶態(tài)，當(dāng)熱處理溫度升到200℃時(shí)，鍍層開始晶化并析出Ni3P相；當(dāng)溫度達(dá)到500℃時(shí)，鍍層晶化完畢，產(chǎn)生新相g-(FeNi)。因此，整個(gè)鍍層的顯微結(jié)構(gòu)隨溫度的變化過程是：非晶態(tài)混晶態(tài)晶態(tài)；稀土元素對(duì)復(fù)合鍍層的顯微組織無(wú)影響，但可以提高復(fù)合鍍層中SiC微的含量；鍍液中鎢酸鈉和檸檬酸的濃度對(duì)復(fù)合材料鍍層的結(jié)構(gòu)影響不大，復(fù)合材料中的磷含量是鍍層非晶化的主要決定因素；鍍液中鎢酸鈉和檸檬酸的濃度對(duì)復(fù)合材料鍍層的表面形貌影響較大，當(dāng)鎢酸鈉的濃度為90—150g/L和檸檬酸的濃度為150—170g/L時(shí)，復(fù)合材料鍍層表面顆粒細(xì)小，而且平整光滑。
復(fù)合材料鍍層的抗高溫氧化試驗(yàn)結(jié)果表明，在高溫氧化過程中,純鎳鍍層、Ni-W-P、Ni-W-P-SiC和RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合鍍層的氧化膜重量和氧化時(shí)間的關(guān)系,在氧化時(shí)間小于60min時(shí)，氧化膜的增長(zhǎng)規(guī)律近似于直線方程；而在氧化時(shí)間大于60min后,它的增長(zhǎng)規(guī)律可以用冪函數(shù)方程表示。四種鍍層氧化速率的大小順序是Ni>Ni-W-P>Ni-W-P-SiC>RE-Ni-W-P-SiC。在高溫氧化過程中,Ni-W-P、Ni-W-P-SiC和RE-Ni-W-P-三種鍍層的氧化膜重量隨著氧化溫度的升高而呈指數(shù)型增加。RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合鍍層與Ni-W-P合金層相比,它的高溫抗氧化性能可以提高2-3倍。鍍層的截面形貌表明,經(jīng)500℃下氧化，Ni-W-P合金已向基體擴(kuò)散,與基體之間沒有明顯的分界線；Ni-W-P-SiC復(fù)合鍍層與基體之間有分界線,但不明顯；而RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合鍍層在此溫度下有明顯的分界線。經(jīng)800℃下氧化后,除RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合鍍層與基體有明顯分界線外,其它兩種鍍層均無(wú)分界線。Ni-W-P、Ni-W-P-SiC和RE-Ni-W-P-SiC三種鍍層經(jīng)800℃下氧化后的X-射線衍射圖同樣顯示,RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合鍍層具有更好的抗高溫氧化能力。
對(duì)電沉積RE-Ni-W-P-SiC多功能復(fù)合材料進(jìn)行了日處理5平方米的中試試驗(yàn)，結(jié)果表明，用該工藝處理的多種零部件在磷化工、制糖和卷煙等工業(yè)中應(yīng)用，其壽命明顯高于國(guó)產(chǎn)零部件，接近或超過進(jìn)口件的水平，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：電沉積，RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合材料鍍層，硬度與耐磨性，耐蝕性，抗高溫氧化性，組織與結(jié)構(gòu)，應(yīng)用。
Atract
ProceandbasictheoryofelectrodepositedRE-Ni-W-P-SiCmultifunctionalcompositecompositecoatinghavebeenstudied，includingsomecontentsasfollows：
E-pHpatterofNi-P-H2OandNi-C-H2Osystemsweredrownoutonthebasisofthermodynamicanalysis，andresultsshowthatNiandPcanco-depositonthecathodeintheformofNi3P；therearesomeNi3Cphasesinthecoating，andCcomesfromorganiccompoundwhichwasaddedinthebathandCO2intheairthatwasdiolvedinwater.
ExperimentalresultsofproceparametersindicatethataseriesofRE-Ni-W-P-SiCcompositecoatingswithdifferentcontentswereobtainedbymeaofaropriateparameters，andcomponentscopesofthecoatingsareSiC5~30wt，Ni50~60wt，W10~25wt，P5~15wtandRE5~10wt.ThecontentsofW，PandSiCi nthecompositecoatingswereincreasedwhenchloride，oxideandsulfaterareearthwasaddedinthebathreectivelyortogether.Theadditionofsodiumhypophohatemustbearopriate，ifaddedmuch，WandSiCcontentsinthecoatingsweredecreased，Sotheadditionofsodiumhypophohatemustbecontrolled10~15g/l.Currentdeity，temperatureandpHvaluehavecoiderableeffectsonthecontentsofW，PandSiCinthecompositecoatings.Generally，currentdeity（Dk）mustbecontrolled5~10A/dm2，pH6.0~6.5andtemperature55~65oC.Besides，DkandpHhaveagreateffectonthesurfacemorphologiesofthecoatings，andthecompositecoatingsgetcoarsewhenDkandpHwerehigh，onthecontrary，thecompositesgainfinecrystalwhenDkandpHwerelow.TheagitatingintervaltimehaslittleeffectonNi，WandPcontents，whileithascoiderableeffectonSiCcontentinthedeposits.ExteionofagitationandintervaltimewilldecreaseSiCcontentinthecomposites，sointervalandagitatingtimemustbecontrolled3miand4~5mireectively.
CurvesofcathodicpolarizationdilaythatwhenSiCparticlesandrareearth（RE）wereaddedinthebath，cathodicdepositingcurrentdeityofthecompositesincreases，anditisprofitableforNi-W-Pcoatingtodepositinthecathode，formingNi-W-P-SiCandRE-Ni-W-P-SiCcomposites.Onthecontrary，theadditionofPTFEinthebathdecreasescathodicdepositingcurrentdeityofthecoatings.Thecurrentdeityincreasesalittlewhentheamountofrareearth（RE）is7~9g/l；however，thedeityincreasesgreatlywithincreasingamountofRE，anditreachespeakvaluewhentheamountofREis11~13g/l.ButiftheamountofREisraisedfurther，thecurrentdeitydecreases.MechanismofSiCparticlesandNi-W-Pcoatingco-depositionis:SiCparticlescarryaboutnegativeelectricchargeitself,andtheymayadsorbpositiveelectricchargearoundwhenSiCparticlesareaddedinthebath.Theymovetothesurfaceofcathodeandformweakadsorptionundertheeffectsoffluiddynamicsandelectricfieldforce;secondly,SiCparticlesonthecathodicsurfacedehydrateundertheeffectoftheelectrostaticfieldforceandformstrongadsorptiothirdly,SiCparticlesadsorbedonthecathodicsurfacearecapturedbyNi-W-Pcoatinganddepositedinthecomposite.
CorrosionexperimentsofRE-Ni-W-P-SiCcompositecoatinginH2SO4，HCl，H3PO4andFeCl3solutioshowthatthecompositecoatingsonthebaseofNi-W-PcoatingshavebettercorrosionresistanceinH2SO4，HCl，H3PO4andFeCl3solutioatas-depositedorheattreatment，andtheircorrosionresistanceissuperiortothatof316Lstainlesteel；thecorrosionresistanceofNi-W-P-SiCcoatinginHCl，H2SO4andFeCl3solutioismuchbetterthanthatofNi-W-PandRE-Ni-W-P-SiCcoatings；however，thecorrosionresistanceoftheRE-Ni-W-P-SiCcompositeinH3PO4solutionissuperiortothatofNi-W-P-SiCandNi-W-Pcoatings.ThecorrosionmechanismofRE-Ni-W-P-SiCcompositecoatinginH2SO4andH3PO4solutioisgapandintergranularcorrosion，andinHClandFeCl3solutioispointandintergranularcorrosion.
Resultsofhardneandwearresistanceofthecompositecoatingsshowthatthehardneofthecoatingsincreaseswithincreasingheattreatmenttemperature，anditreachespeakvalueat400oC.Butitdecreaseswithincreasingheattreatmenttemperaturecontinually.Besides，thehardneofthecoatingbyverticalhangingbetweencathodeandanodeismuchhigherthanthatofonebyparallelhangingbetweencathodeandanode.Theabrasionrateofthecompositesishighestatas-deposited，whileitdecreaseswiththeriseoftemperature，itcutsdownlowestat400oC.Buttheabrasionrateincreaseswithcontinuingraisingheattreatmenttemperature.Thewearresistanceofthecoatingisraisedwithincreasingthephohoruscontentinthedeposit.Thehardneandwearresistanceofthecompositeincreasewithexteionofheattreatedtimeat400oC，andtheyreachtheirpeakvaluesat3hoursreectively.However，thehardneandwearresistanceofthecoatingdecreasewiththeriseoftheheattreatedtime.ThehardneandwearresistanceoftheRE-Ni-W-P-SiCcompositecoatingincreasewiththeriseofSiCandsodiumtungst ateconcentratiointhebathreectively，whilethehardneandwearresistanceoftheRE-Ni-W-P-SiCcoatingdecreasewithincreasingsodiumhypophohateconcentrationinthebath.
MicrostructureofelectrodepositedRE-Ni-W-P-SiCcompositecoatingwasstudied，andresultsshowthattheRE-Ni-W-P-SiCcompositecoatingisamorphousas-deposited.WhilethecoatingchangesintothecrystalandNi3Pphasesprecipitatewhenheattreatedtemperatureisraisedto200oC；Thecrystalproceofthecoatingisfinishedandnewγ-（FeNi）phaseisproducedwhentemperaturerisesto500oC.Therefore，themicrostructurechangingproceofthecoatingisamorphousmixturecrystal；therareearthhasnoeffectonthemicrostructureofthecoating，whileitcanincreasetheSiCcontentinthedeposits.Sodiumtungstateandcitricacidconcentratiointhebathhavenoeffectsonthemicrostructureofthecomposite，howevertheyhavecoiderableeffectsonthesurfacemorphologiesofthecoatings.Thecoatingswithfinecrystalandsmoothsurfacewillbeobtainedwhensodiumtungstateconcentrationis90~150g/landcitricacidconcentrationis150~170g/l.Thephohoruscontentinthecompositeisadecisivefactorthatenablesthecoatingtochangeintoamorphousstate.
篇7
1 引言
顆粒性復(fù)合材料由于其優(yōu)異的性能在工程實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用[1]，但是在高溫條件下工作的復(fù)合材料構(gòu)件不可避免地產(chǎn)生熱膨脹，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生變化而產(chǎn)生熱變形，過大的熱變形會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，這就要求材料具有很強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性和低的熱膨脹系數(shù)。而對(duì)復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)進(jìn)行預(yù)報(bào)是細(xì)觀力學(xué)界研究的重要內(nèi)容之一，也是對(duì)材料進(jìn)行熱分析的基礎(chǔ)。當(dāng)前，對(duì)于復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)預(yù)報(bào)多見于單向或長(zhǎng)纖維復(fù)合材料[2-5]，而對(duì)于顆粒性復(fù)合材料研究較少[6]。姚占軍等人利用二相胞元法預(yù)報(bào)了顆粒增強(qiáng)鎳基合金復(fù)合涂層的熱膨脹系數(shù)，但其所建立的模型中并未考慮界面因素影響[8]。
本文基于細(xì)觀力學(xué)理論建立了包含脫粘界面在內(nèi)的復(fù)合材料四相模型，如圖1所示；將顆粒夾雜、脫粘界面和基體殼簡(jiǎn)化為橢球三相胞元；根據(jù)Eshelby- Mori-Tanaka方法推導(dǎo)得到顆粒夾雜和脫粘界面的熱膨脹本征應(yīng)變，進(jìn)而求出三相胞元的熱膨脹系數(shù)；考慮到三相胞元在復(fù)合材料中隨機(jī)分布，應(yīng)用坐標(biāo)變換公式得到復(fù)合材料平均熱膨脹應(yīng)變，進(jìn)而求得復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)。
2 熱膨脹本征應(yīng)變
取出一個(gè)三相胞元如圖2所示，設(shè)三相胞元、顆粒夾雜以及脫粘界面體積分別為V為V1為V2，顆粒夾雜和基體的彈性常數(shù)分別為L(zhǎng)1和L0，熱膨脹系數(shù)分別為和。論文大全，三相胞元。
當(dāng)溫度變化ΔT時(shí)，由于基體和顆粒夾雜熱膨脹系數(shù)失配而產(chǎn)生熱應(yīng)力為
（1）
式中，為顆粒與裂紋相互作用引起的擾動(dòng)應(yīng)變。
利用Mori-Tanaka方法和Eshelby等效夾雜理論可知顆粒中應(yīng)力為：
（2）
其中，
（3）
式中，為是基體與顆粒的應(yīng)變差值，是顆粒的等效本征應(yīng)變，是基體和顆粒熱失配應(yīng)變，
（4）
此處
（5）
由于顆粒各向同性，我們知道
（6）
假設(shè)脫粘界面中存在應(yīng)力，其彈性常數(shù)為，則根據(jù)式（2）得到：
（7）
（8）
其中，為脫粘界面與基體的應(yīng)變差值，為脫粘界面的的Eshelby張量[7]。論文大全，三相胞元。論文大全，三相胞元。
實(shí)際上三相胞元脫粘界面處不存在應(yīng)力，即，因此有
（9）
根據(jù)三相胞元內(nèi)部擾動(dòng)應(yīng)力自平衡條件:
(10)
這里將(1)、(2)式代入(10)式得
(11)
式中，
將（3）和（11）式代入到（2）式得
（12）
上式，
其中，
將（11）和(12)式代入到（9）得到
（13）
式中
3 三相胞元等效熱膨脹系數(shù)
體積為V的三相胞元的平均應(yīng)變可以借助總量平衡的方法得到
（14）
將（3）、（8）和（11）式代入（14）得到
（15）
將（12）和（13）式代入（15）得到
（16）
式中，
矩陣K為3×3階對(duì)稱矩陣，可寫成如下形式
（17）
式中Ki由顆粒和脫粘界面的Eshelby張量以及基體和顆粒的彈性常數(shù)確定。論文大全，三相胞元。
根據(jù)（16）和（17）可知
（18）
由此可得到三相胞元的熱膨脹系數(shù)為：
（19）
4 復(fù)合材料的有效熱膨脹系數(shù)
假設(shè)三相胞元橢球的三個(gè)主半軸長(zhǎng)為，三相胞元橢球形顆粒為橫觀各向同性材料，其中為材料的對(duì)稱軸，并且。論文大全，三相胞元。三相胞元顆粒在復(fù)合材料中隨機(jī)分布，并設(shè)軸與x，y，z軸分別成，，角。
當(dāng)無(wú)限大體內(nèi)部溫度改變時(shí)，單個(gè)三相胞元顆粒產(chǎn)生的熱膨脹應(yīng)變?yōu)椋?/p>
(20)
再由應(yīng)變換軸公式知單個(gè)三相胞元顆粒在坐標(biāo)軸x，y和z方向的熱膨脹應(yīng)變?yōu)椋?/p>
（21）
因?yàn)槿喟w粒在復(fù)合材料中隨機(jī)分布，材料的平均熱膨脹應(yīng)變?yōu)樗蓄w粒的熱膨脹應(yīng)變關(guān)于隨機(jī)后的均值，取分布函數(shù)為，則有
（22）
經(jīng)積分得
（23）
由上式可看出復(fù)合材料為各向同性，進(jìn)而求出復(fù)合材料的有效熱膨脹系數(shù)為
(24)
圖3給出含有脫粘界面體積分?jǐn)?shù)分別為0.03%、0.05%和0.07%時(shí)，復(fù)合材料有效熱膨脹系數(shù)隨顆粒含量變化曲線。從中可以看出，復(fù)合材料有效熱膨脹系數(shù)隨著顆粒含量的增加而減小，主要因?yàn)轭w粒的熱膨脹系數(shù)大于基體的熱膨脹系數(shù)，其含量越大，對(duì)復(fù)合陶瓷的熱膨脹系數(shù)影響也越大；另外，脫粘界面含量越高，熱膨脹系數(shù)也越小，因?yàn)閺?fù)合材料在受熱膨脹時(shí)，微裂紋存在會(huì)降低顆粒對(duì)基體的影響，滿足一般規(guī)律。
圖4給出含界面體積分?jǐn)?shù)分別為0.03%、0.05%和0.07%時(shí)，復(fù)合材料有效熱膨脹系數(shù)的尺度效應(yīng)。論文大全，三相胞元。從中可以看出復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)隨顆粒直徑增加而減小，因?yàn)轭w粒的熱膨脹系數(shù)大于基體的熱膨脹系數(shù)，直徑越大，單個(gè)顆粒的影響也大。
5結(jié)論
1）本文基于細(xì)觀力學(xué)方法建立了包含脫粘界面在內(nèi)的復(fù)合材料四相模型，將顆粒夾雜、脫粘界面和基體殼簡(jiǎn)化為橢球三相胞元，并根據(jù)Eshelby-Mori-Tanaka方法得到顆粒夾雜和脫粘界面的熱膨脹本征應(yīng)變，推導(dǎo)出三相胞元的縱向和橫向熱膨脹系數(shù)；
2）根據(jù)三相胞元的方位隨機(jī)性，結(jié)合應(yīng)力應(yīng)變換軸公式確定復(fù)合材料平均應(yīng)變，進(jìn)而求得復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)；
3）數(shù)值結(jié)果表明：隨著顆粒夾雜含量增加，復(fù)合材料有效熱膨脹系數(shù)會(huì)減小；另外，復(fù)合材料有效熱膨脹系數(shù)具有較強(qiáng)的尺度效應(yīng)，隨著顆粒直徑的增加，熱膨脹系數(shù)會(huì)降低。
參考文獻(xiàn)
[1]Wang Junying, Ni Xinhua, Yang Qizhi.Study of thermal fatigue resistance of a composite coating made by a vacuumfusion sintering method[J]. International Journal of Plant Engineering andManagement 2003,8: 60-64.
[2]Z Haktan Karadeniz, Dilek Kumlutas. Anumerical study on the coefficients of thermal expansion of fiber reinforcedcomposite materials[J]. Composite Structures, 2005, 55(1): 1-10.
篇8
一、產(chǎn)學(xué)研深度融合是校企聯(lián)合培養(yǎng)共贏的基礎(chǔ)
校企聯(lián)合培養(yǎng)追求“高校一企業(yè)一學(xué)生”共贏的目標(biāo)。理論上，共贏目標(biāo)的愿景無(wú)限美好，但實(shí)際上國(guó)內(nèi)外不斷實(shí)踐和探索的結(jié)果卻不盡如人意，原因在于、共贏”必須以產(chǎn)學(xué)研深度融合為基礎(chǔ)。深度融合，則“共贏”枝繁葉茂;不然，則空空如也。
根據(jù)邢素麗等人的論述，產(chǎn)學(xué)研深度融合應(yīng)包括:（1)需融學(xué)科和產(chǎn)業(yè)、學(xué)問和技術(shù)、基礎(chǔ)研究與工程應(yīng)用內(nèi)涵于一體；（2)需融高校科研、企業(yè)課題、國(guó)家和省課題內(nèi)涵于一體;（3)需融高校學(xué)科優(yōu)勢(shì)、企業(yè)需求內(nèi)涵于一體;（4)需融新技術(shù)、新需求、新理論、新應(yīng)用內(nèi)涵于一體。在產(chǎn)學(xué)研深度融合的基礎(chǔ)上，以研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地為平臺(tái)，發(fā)揮校企各自優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)不同領(lǐng)域、不同范疇、不同層次等之間的融合，為研究生營(yíng)造創(chuàng)新環(huán)境、激活創(chuàng)新動(dòng)力、提升創(chuàng)新水平、增強(qiáng)創(chuàng)新能力。
國(guó)防科大與時(shí)代新材料，以共同研發(fā)兆瓦級(jí)復(fù)合材料葉片為契機(jī)，深度合作，聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生，實(shí)現(xiàn)共贏。兆瓦級(jí)復(fù)合材料葉片研發(fā)需要解決四大關(guān)鍵技術(shù):氣動(dòng)布局、結(jié)構(gòu)、制備和全尺寸測(cè)試。氣動(dòng)布局直接關(guān)系葉片捕捉風(fēng)能的效率和風(fēng)能的利用率;合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確保葉片安全運(yùn)行20年的保證;葉片效能的最終實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于如何制備出質(zhì)量穩(wěn)定的兆瓦級(jí)復(fù)合材料風(fēng)電葉片，難點(diǎn)包括模具設(shè)計(jì)與制備、工藝設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、制備控制與效率等，稍有不慎，整個(gè)葉片制備失敗或質(zhì)量差下，動(dòng)輒就是百萬(wàn)級(jí)別的經(jīng)濟(jì)損失；制備完成后，在國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)(例如船級(jí)社）的監(jiān)視下，完成全尺寸靜力測(cè)試和疲勞測(cè)試考核，才能獲得市場(chǎng)準(zhǔn)人資格。
國(guó)防科大充分利用自己氣動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、大尺寸復(fù)合材料整體成型制備和大型構(gòu)件全尺寸測(cè)試等方面的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，結(jié)合時(shí)代新材資金、場(chǎng)地和人力，共同研發(fā)了1.5~4.0MW、低風(fēng)速型、超長(zhǎng)型、海上超大型等多款兆瓦級(jí)復(fù)合材料風(fēng)電葉片并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，目前相關(guān)產(chǎn)品巳在國(guó)內(nèi)外50多個(gè)風(fēng)場(chǎng)裝機(jī)運(yùn)行，為國(guó)家新能源戰(zhàn)略計(jì)劃做出了重大貢獻(xiàn)。該項(xiàng)目校企聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生(筆者)全程參與了兆瓦級(jí)復(fù)合材料風(fēng)電葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型制備和全尺寸測(cè)試的所有工作，涉及空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、流體力學(xué)、復(fù)合材料學(xué)、流變學(xué)、熱力學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，理論知識(shí)在工程實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用，同時(shí)以超大型碳纖維復(fù)合材料風(fēng)電葉片為研究背景，針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成型制備過程中的物理、化學(xué)變化機(jī)制，發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇(其中SCI源刊8篇，EI源刊6篇），申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明10余項(xiàng)，獲湖南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，順利完成博士畢業(yè)論文研究，相關(guān)研究成果支撐了2項(xiàng)科技鑒定成果。高校一企業(yè)一學(xué)生三方共贏，其根本原因就是校企合一，深度融合！
校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生通常是兩段式，即課程學(xué)習(xí)階段在高校進(jìn)行，完成基礎(chǔ)理論課程學(xué)習(xí)；學(xué)位論文培養(yǎng)階段在企業(yè)進(jìn)行，參與企業(yè)科研項(xiàng)目，完成學(xué)位論文。學(xué)位論文階段，如果沒有產(chǎn)學(xué)研深度融合，博士生難以順利完成學(xué)位論文研究。困難主要是人、財(cái)、物三方面的保障問題，此問題對(duì)于材料科學(xué)與工程專業(yè)尤為突出。博士生在企業(yè)進(jìn)行課題研究，往往是單槍匹馬，企業(yè)的性質(zhì)決定了難以給博士生配備助手，而很多論文的實(shí)驗(yàn)研究是必須有幫手才能完成。比如，我們采用光學(xué)測(cè)試系統(tǒng)監(jiān)測(cè)大型風(fēng)電葉片極限載荷下的變形，需要十幾個(gè)助手才能完成，在企業(yè)往往一個(gè)助手都沒有，如果不是深度合作，此類實(shí)驗(yàn)就無(wú)法完成。此外，材料學(xué)科開展研究通常需要購(gòu)買大量的原材料，購(gòu)買原材料的資金誰(shuí)出，如果沒有明確，學(xué)生就不知所然，如果高校出，學(xué)生只能通過高校購(gòu)買平臺(tái)進(jìn)行購(gòu)買，來(lái)回奔波，疲于奔命，浪費(fèi)大量的精力和時(shí)間;假設(shè)企業(yè)出資，如果需要層層審批和控制，以學(xué)生一己之力，難以協(xié)調(diào)。因此，校企聯(lián)合培養(yǎng)，深度合作，解決博士生資金和資金使用問題，是保證其論文課題順利開展的前提。
二、雙導(dǎo)師制是校企聯(lián)合培養(yǎng)成功的保障
校企聯(lián)合培養(yǎng)，采取雙導(dǎo)師制培養(yǎng)方式，即由校方導(dǎo)師與企方導(dǎo)師組成導(dǎo)師組共同指導(dǎo)研究生。校方導(dǎo)師為主導(dǎo)師，企方導(dǎo)師為副導(dǎo)師。校企聯(lián)合培養(yǎng)課題論文階段在企業(yè)完成，這種雙導(dǎo)師制，很好地解決了導(dǎo)師隨時(shí)指導(dǎo)、監(jiān)督和協(xié)調(diào)的難題，可以確保校企聯(lián)合培養(yǎng)研究生(包括碩士生和博士生)順利完成論文研究。
兩導(dǎo)師的分工，有專家提出，選題確定后，由企方導(dǎo)師負(fù)責(zé)工作安排、現(xiàn)場(chǎng)學(xué)術(shù)指導(dǎo)、學(xué)位論文的初審；校方導(dǎo)師根據(jù)研究生論文題目及培養(yǎng)人才的需要，負(fù)責(zé)研究生培養(yǎng)計(jì)劃的制定、學(xué)術(shù)指導(dǎo)、論文審閱與組織論文答辯等工作。校企雙方導(dǎo)師及時(shí)交流，共同解決在創(chuàng)新基地研究生的科研和生活中出現(xiàn)的問題。學(xué)生每月按時(shí)向校企雙方導(dǎo)師匯報(bào)工作學(xué)習(xí)情況，雙方導(dǎo)師填寫《指導(dǎo)情況記錄表》，及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生。這樣，既保證了研究生培養(yǎng)要求，又充分發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)科研實(shí)際訓(xùn)練，提高研究生的理論與實(shí)踐能力。
以親身經(jīng)歷而言，兩導(dǎo)師的分工，筆者有不同的看法。企方導(dǎo)師的精力首先是以企業(yè)為主，負(fù)責(zé)企業(yè)的各種任務(wù)，目前令人尷尬的情況是:企方導(dǎo)師根本無(wú)暇顧及學(xué)生論文的指導(dǎo)，更別談負(fù)責(zé)工作安排、現(xiàn)場(chǎng)學(xué)術(shù)指導(dǎo)和學(xué)位論文的初審。因此，筆者認(rèn)為，校方導(dǎo)師不僅要負(fù)責(zé)研究生培養(yǎng)計(jì)劃的制定、學(xué)術(shù)指導(dǎo)、論文審閱與組織論文答辯等工作，還要負(fù)責(zé)工作安排。這肯定有人會(huì)問，如果這樣是不是就不需要企方導(dǎo)師了？答案是當(dāng)然需要，而且非常必要，只是角色定位應(yīng)該是負(fù)責(zé)人、財(cái)、物的協(xié)調(diào)，保證學(xué)生論文的順利開展。人、財(cái)、物的協(xié)調(diào)對(duì)于學(xué)生開展論文工作至關(guān)重要，而且對(duì)于企方導(dǎo)師來(lái)說，往往易如反掌。研究生，特別是博士研究生，通常都具有高度的自覺性，每周或每月定期向校方導(dǎo)師匯報(bào)論文進(jìn)展情況，完全可以做到積極主動(dòng)，這樣校方導(dǎo)師綜合研究的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，與學(xué)生一起討論制定研究方案、工作安排也是水到渠成的事，而且高效可行。
雙導(dǎo)師制是一種很好的校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，但必須結(jié)合實(shí)際情況，合理分工，才能保障校企聯(lián)合培養(yǎng)的成功，否則，就是紙上談兵，空談?wù)`人。
三、完備的創(chuàng)新平臺(tái)是校企聯(lián)合培養(yǎng)可行的前提條件
有了產(chǎn)學(xué)研深度融合的基礎(chǔ)、雙導(dǎo)師制度的保障，校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生是否可行，還取決于一個(gè)重要條件一一完備的創(chuàng)新平臺(tái)。
國(guó)防科大與時(shí)代新材校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生，之所以行之有效，一個(gè)重要的前提條件就是時(shí)代新材擁有一個(gè)新材料檢測(cè)中心，該中心具有材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)研究所需的多數(shù)檢測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)，即便是需要搭建平臺(tái)，該中心也能快速完成。筆者博士論文涉及的實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)，幾乎都是在該中心完成。假設(shè)時(shí)代新材沒有該檢測(cè)中心，即使是簡(jiǎn)單的力學(xué)性能測(cè)試都需要在高校完成，那么學(xué)生必然疲于奔波，留給論文研究和項(xiàng)目開發(fā)的時(shí)間還會(huì)剩多少？因此，一個(gè)開展論文課題研究所需的創(chuàng)新平臺(tái)，對(duì)于校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生，實(shí)在是太必要了！如果沒有，筆者建議不要輕易提校企聯(lián)合培養(yǎng)，高校和導(dǎo)師要慎之又慎，以免誤人子弟！
四、結(jié)語(yǔ)
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碳纖維復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能和穩(wěn)定的化學(xué)性能，作為一種結(jié)構(gòu)材料已被廣泛應(yīng)用于航空航天、土木工程以及人們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€(gè)領(lǐng)域。同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電功能和力電效應(yīng)（電阻（率）隨應(yīng)變等力學(xué)參數(shù)線性可逆變化），具有結(jié)構(gòu)自監(jiān)測(cè)和電磁屏蔽等多種智能特性。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，樹脂基碳纖維復(fù)合材料作為一種智能材料，具有良好的靈敏度和穩(wěn)定性，可通過監(jiān)測(cè)智能層電阻率的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變測(cè)量。
本文探討一種“U”型碳纖維樹脂基智能層作為傳感元件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在樹脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的檢測(cè)中的應(yīng)用,相對(duì)于其他傳感元件(如應(yīng)變片、光纖傳感器件等)而言,其具有本征特性的優(yōu)勢(shì)，因而在樹脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中具有潛在的應(yīng)用前景。
1智能懸臂梁實(shí)驗(yàn)
1.1測(cè)試原理
以懸臂梁結(jié)構(gòu)形式來(lái)說明智能層的應(yīng)用原理，如圖1與圖2所示。將圖2所示長(zhǎng)為c的“U”型樹脂基碳纖維智能層貼在懸臂梁上部，在自由端施加集中載荷F。由于碳纖維智能層測(cè)量的是懸臂梁的線應(yīng)變，需要確定荷載F與智能層所測(cè)線應(yīng)變之間的關(guān)系。
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一、教學(xué)過程中存在的問題
作為一門選修課，《復(fù)合材料概論》課的特點(diǎn)是知識(shí)量大，內(nèi)容繁雜，且課程內(nèi)容涉及有機(jī)材料，與學(xué)生所學(xué)的專業(yè)差異性較大，教學(xué)過程中存在很多問題。首先，由于是選修課，課程名稱是“概論”，學(xué)生往往重視程度不夠；其次，課程內(nèi)容多，課時(shí)量少，無(wú)法將知識(shí)點(diǎn)展開講，加上學(xué)生沒有相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)，在學(xué)習(xí)過程中難以深入，不知道如何理順知識(shí)體系，對(duì)有些關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)難以理解，有些無(wú)所適從；課程內(nèi)容多為陳述性的內(nèi)容，缺少以核心理論、定理、公式等為背景的知識(shí)體系，計(jì)算的東西少，敘述性的內(nèi)容多，使得教師的授課很容易陷入平鋪直敘的乏味陳述中，這些問題直接影響了教學(xué)效果。
二、《復(fù)合材料概論》課程的改革
（一）教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整。
《復(fù)合材料概論》課的特點(diǎn)是內(nèi)容多，目前選用的教材包含17章內(nèi)容，按照學(xué)校關(guān)于選修課教學(xué)課時(shí)的規(guī)定，配備課時(shí)數(shù)已經(jīng)達(dá)到64節(jié)的上限。根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)，課程組大膽創(chuàng)新，積極改革，除保留出4個(gè)課時(shí)進(jìn)行復(fù)結(jié)外，把其余60課時(shí)分為兩大部分，其中課程教學(xué)40個(gè)課時(shí)，科研實(shí)踐20個(gè)課時(shí)。但是在40課時(shí)內(nèi)很難完成全部“基本內(nèi)容” 的課程教學(xué)任務(wù)。為此我們對(duì)教材章節(jié)進(jìn)行結(jié)構(gòu)上合并處理和內(nèi)容上的歸納優(yōu)化，處理后的內(nèi)容僅保留緒論、復(fù)合材料的基體材料、復(fù)合材料的增強(qiáng)材料、復(fù)合材料的界面、聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料、碳/碳復(fù)合材料和混雜纖維復(fù)合材料等十章內(nèi)容。此外在實(shí)用、實(shí)際、實(shí)效原則的基礎(chǔ)上， 大膽地刪掉一些過時(shí)的、落后于目前材料發(fā)展水平的舊知識(shí)， 引入材料科學(xué)的最新研究成果，及時(shí)地、有選擇地補(bǔ)充最新研究成果， 使教學(xué)內(nèi)容處于動(dòng)態(tài)的優(yōu)化過程中。
在20課時(shí)的科研實(shí)踐中，教師對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力做最有效的培養(yǎng)和鍛煉，結(jié)合自身的科研課題， 積極吸納學(xué)生參與， 由老師提出研究項(xiàng)目， 學(xué)生選擇課題確定后查找資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、按方案完成實(shí)驗(yàn)、發(fā)表科研論文。這種方式在科研實(shí)踐中提高了學(xué)生的綜合、創(chuàng)新能力。
（二）教學(xué)方法的改革。
要實(shí)現(xiàn)教學(xué)重心的轉(zhuǎn)移，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，改變以往滿堂灌的做法，摒棄注入灌輸、死記硬背的教學(xué)方法。實(shí)踐中，課題組采取多種措施進(jìn)行教學(xué)方法的改革，使學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)。首先幫助學(xué)生理出知識(shí)脈絡(luò)， 做到雜而不亂。在本課程的緒論部分， 就幫助學(xué)生整理出知識(shí)的脈絡(luò)，告訴學(xué)生《復(fù)合材料概論》課程中的每種材料學(xué)習(xí)過程中都有一個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)， 那就是材料的成分、材料的結(jié)構(gòu)、材料的性能、生產(chǎn)工藝、技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用。在分章節(jié)講授每種材料的具體內(nèi)容時(shí)， 有意識(shí)提醒學(xué)生對(duì)上述知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行自我的理解和把握，樣經(jīng)過前幾種材料的講授， 學(xué)生基本上就可以形成對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系整體的認(rèn)識(shí)和把握能力。
另外，大學(xué)課堂教學(xué)的特點(diǎn)是信息密度大、內(nèi)容高度抽象， 這就要求教師要通過努力發(fā)掘?qū)W科本身的理論魅力去激發(fā)學(xué)生的求知欲， 重視非智力心理因素在教學(xué)中的作用。要讓學(xué)生在聽課中充滿激情， 教師自己在講授時(shí)就要充滿激情。要做到這一點(diǎn)， 就要深入鉆研本門課程的理論和應(yīng)用， 以及學(xué)科的發(fā)展歷史和背景。教師鉆研得越深入，就會(huì)對(duì)自己所教的這門課程越有感情，就越能深入揭示這門學(xué)科的思想魅力和理論力量，并以此去感染學(xué)生，來(lái)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的探求欲。
（三） 教學(xué)手段的豐富。
對(duì)沒有工程經(jīng)驗(yàn)、甚至對(duì)某種材料沒有任何感性認(rèn)識(shí)的學(xué)生而言， 在教學(xué)活動(dòng)中大談特談該材料的性質(zhì)如何， 怎么檢測(cè)和使用， 他們只能根據(jù)想象來(lái)理解， 然后把教材的內(nèi)容死記硬背， 這樣的教學(xué)效果肯定不太理想。多媒體投影教學(xué)在這個(gè)方面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)手段的不足。利用制作好的課件， 不但可以使學(xué)生看到材料的照片、試驗(yàn)儀器的樣子， 而且可以將一些材料應(yīng)用過程中的圖片介紹給學(xué)生， 使學(xué)生真正體會(huì)到復(fù)合材料的應(yīng)用效果。
（四）課程考核方法的改革。
考核是檢查、評(píng)價(jià)學(xué)生水準(zhǔn)和才智的一種方法， 是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。通過它可以檢測(cè)學(xué)生對(duì)所學(xué)課程教學(xué)大綱規(guī)定的掌握知識(shí)的情況， 檢驗(yàn)教師的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果， 促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué)方法。傳統(tǒng)教學(xué)方式中考試是作為成績(jī)?cè)u(píng)定的重要依據(jù)， 考試成為了教師手里一根重要的指揮棒， 同時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)也起了重要的引導(dǎo)作用， 考試后關(guān)心的是分?jǐn)?shù)， 導(dǎo)致學(xué)生只看重考試的結(jié)果， 成績(jī)成為學(xué)習(xí)的目的。最近幾年，對(duì)《復(fù)合材料概論》這門專業(yè)選修課，我們采用綜合考核， 靈活應(yīng)試的辦法來(lái)測(cè)驗(yàn)學(xué)生掌握這門課的水平。除期末考試之外，象課堂發(fā)言和討論、書面作業(yè)和科研小論文都作為成績(jī)重要的組成部分，這種多樣化的考核手段的內(nèi)容包括加強(qiáng)課堂提問、 加強(qiáng)平時(shí)考核、敘述自己的對(duì)課題的認(rèn)識(shí)、加強(qiáng)期末考試的科學(xué)性客觀性和有效性等
三、結(jié)束語(yǔ)
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鋁基復(fù)合材料是金屬基復(fù)合材料中應(yīng)用最廣的一種，它具有良好的塑形和韌性，再加上它所具有的易加工性、工程可靠性以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，鋁基復(fù)合材料要比一般的鋁合金強(qiáng)度高主要是因?yàn)轭w粒存在的原因[1]。當(dāng)鋁基復(fù)合材料承受載荷時(shí)，顆粒不但和基體一樣承擔(dān)載荷還能約束基體變形，通過Orawan位錯(cuò)繞過機(jī)制，我們知道顆粒在鋁基復(fù)合材料中阻礙了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，所以鋁基復(fù)合材料相對(duì)于普通的鋁合金強(qiáng)度要大很多，因此它成為當(dāng)今金屬基復(fù)合材料研究和發(fā)展的主流。目前，用于高體積含量陶瓷增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的焊接方法還處在探索階段，對(duì)于Si3N4/2024Al鋁基復(fù)合材料連接的研究幾乎空白。因此，解決在焊接中存在的問題迫在眉睫。本文對(duì)Si3N4/2024Al基復(fù)合材料的釬焊工藝及機(jī)理進(jìn)行研究，為以后這種材料的廣泛應(yīng)用打下了良好的理論基礎(chǔ)。
2.不同釬料在Si3N4/2024Al鋁基復(fù)合材料表面的潤(rùn)濕性
這是因?yàn)椋谝欢ǖ臏囟认拢琙n元素在釬料潤(rùn)濕復(fù)合材料的過程中揮發(fā)，以蒸汽的形式沉積到母材鋁合金表面氧化膜下，將氧化膜抬起，釬料沿氧化膜缺陷滲透，擴(kuò)散進(jìn)入母材。由此可見，高溫為Zn元素的大量揮發(fā)提高條件，Zn元素的揮發(fā)在釬料向母材中的擴(kuò)散起到了至關(guān)緊要作用。
將處理好的釬料和復(fù)合材料母材放入真空潤(rùn)濕角測(cè)量?jī)x中在530℃保溫10min的工藝參數(shù)下進(jìn)行潤(rùn)濕性試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)鋁基復(fù)合材料表面的潤(rùn)濕角非常大。釬料在復(fù)合材料表面形成的擴(kuò)散層，擴(kuò)散深度達(dá)到650μm。
采用Sn-Zn-Ti釬料釬焊復(fù)合材料，在釬料熔化后，釬料中的Zn元素?fù)]發(fā)，以蒸汽的形式沉積到母材鋁合金表面氧化膜下，將氧化膜抬起，釬料沿氧化膜缺陷向沉淀有蒸發(fā)Zn元素的界面鋪展?jié)B透，釬料中的Sn元素和母材當(dāng)中的Al元素發(fā)生相互擴(kuò)散。母材當(dāng)中的Al元素?cái)U(kuò)散到釬料層當(dāng)中，在塊狀的富Ti相周圍與Ti元素形成化合物TiAl3；還有少部分的Ti元素也向母材當(dāng)中擴(kuò)散，在釬料與母材的交界處，形成細(xì)小的塊狀Ti-Al化合物；釬料當(dāng)中的Sn元素?cái)U(kuò)散到母材當(dāng)中只以β-Sn單質(zhì)形式存在，并未與母材中的Al基體和Si3N4基體發(fā)生反應(yīng)。從掃描電鏡照片和XRD分析可以看出，擴(kuò)散層當(dāng)中的Al元素含量不多，多數(shù)Al元素都擴(kuò)散到釬料當(dāng)中，而Sn元素在母材當(dāng)中的擴(kuò)散路徑也非常長(zhǎng)，可見Sn元素向母材當(dāng)中的擴(kuò)散現(xiàn)象非常劇烈。但是，無(wú)論在能譜分析和XRD分析中，都很難找到Zn元素的存在，分析認(rèn)為在真空釬焊高溫加熱過程中，Zn元素極易揮發(fā)，已經(jīng)大部分散失。對(duì)Sn-Zn-Ti釬料在450℃下保溫10min焊接的釬焊接頭進(jìn)行剪切強(qiáng)度測(cè)試，得出接頭的剪切強(qiáng)度為11.28MPa。由斷口形貌及其表面元素掃描結(jié)果分析可知，斷裂面與擴(kuò)散層成分一致，其斷裂發(fā)生在釬料層與擴(kuò)散層之間。
篇13
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性能的材料按一定的方式組合而成，具有單一材料所不能獲得的綜合優(yōu)良特性或功能的材料。通過復(fù)合不僅能使幾種材料的性能互為補(bǔ)充，而且可能產(chǎn)生單一材料所沒有的新特性。
電導(dǎo)率是材料最重要的物理性能之一。考察聚合物復(fù)合材料的電導(dǎo)率的目的有三個(gè)方面：（1）制取高性能的電工絕緣材料；（2）制取具有中等電導(dǎo)率的材料，用于涂層、屏蔽或避免靜電電荷；（3）制取具有金屬性電導(dǎo)的導(dǎo)電聚合物。
由于導(dǎo)電高分子復(fù)合材料具有類似于金屬的良好導(dǎo)電性能，同時(shí)具有類似于高分子材料的優(yōu)異的力學(xué)性能和方便加工的特點(diǎn)。而導(dǎo)電高分子復(fù)合材料就是一種質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的電磁屏蔽材料。驗(yàn)研究表明：導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的導(dǎo)電性能主要決定于其所填充的導(dǎo)電材料的含量、電導(dǎo)率、形狀、分布等因素。理論上準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的導(dǎo)電性能是非常困難的。人們常常將問題簡(jiǎn)化，忽略所填充的導(dǎo)電顆粒的形狀和分布來(lái)建立電導(dǎo)模型去研究導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的導(dǎo)電過程[1]。我們建立了一個(gè)考慮導(dǎo)電顆粒形狀影響的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的導(dǎo)電模型。利用該模型計(jì)算了碳纖維-聚脂樹脂復(fù)合材料的有效電導(dǎo)率，結(jié)果表明該理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。
1.2理論模型
我們研究這樣一個(gè)導(dǎo)電高分子復(fù)合材料系統(tǒng)。它是由N1個(gè)橢球形的導(dǎo)電顆粒均勻地分散在N2個(gè)高分子顆粒中組成的。假定在導(dǎo)電高分子復(fù)合材料中第j個(gè)橢球形導(dǎo)電顆粒的三個(gè)半軸長(zhǎng)分別為, 和，導(dǎo)電顆粒的量子隧道深度為t，那么該導(dǎo)電顆粒的實(shí)際體積與其有效導(dǎo)電體積的比值為
（1.1）
所以，導(dǎo)電高分子復(fù)合材料就可看作由有效導(dǎo)電顆粒和絕緣高分子顆粒構(gòu)成。設(shè)導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的有效電導(dǎo)率為；有效導(dǎo)電顆粒的電導(dǎo)率為；高分子顆粒的電導(dǎo)率為。
根據(jù)平均極化理論[2]，可以利用式（1.2）來(lái)計(jì)算導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的沿k 軸方向()有效電導(dǎo)率。
+ = 0 (1.2)
考慮到每個(gè)顆粒在空間取向上的隨機(jī)性，我們可以得到整個(gè)導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的有效電導(dǎo)率方程。
(1.3)
為了簡(jiǎn)單，假設(shè)所有的高分子顆粒都是球形的，而所有的有效導(dǎo)電顆粒都是相同的旋轉(zhuǎn)橢球形。旋轉(zhuǎn)橢球的軸長(zhǎng)比為M
（1.4）
其中a, b, c(=b)是旋轉(zhuǎn)橢球的半軸長(zhǎng)。
根據(jù)文獻(xiàn)[2]，得到導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的有效電導(dǎo)率方程。 (1.5)
其中，Ve為所有有效導(dǎo)電顆粒的總體積。
如果導(dǎo)電高分子復(fù)合材料中所有顆粒近似為球形，應(yīng)用Maxwell-Garnett理論和兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（對(duì)稱結(jié)構(gòu)和反對(duì)稱結(jié)構(gòu)）的關(guān)系來(lái)確定上（下）邊界[1]，可表示為：
, (1.6)
其中，分別為第i個(gè)有效導(dǎo)電顆粒的考慮近場(chǎng)影響和未考慮近場(chǎng)的電導(dǎo)率。
將式（1.6）代入式（1.5）,得到計(jì)算導(dǎo)電高分子復(fù)合材料有效電導(dǎo)率的公式。
(1.7)
其中，分別為考慮了近場(chǎng)影響的有效導(dǎo)電顆粒的電導(dǎo)率的x和y軸方向的分量。
1.3 導(dǎo)電顆粒形狀和尺寸對(duì)滲流閾值的影響
實(shí)驗(yàn)研究表明：導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的電導(dǎo)率不是隨導(dǎo)電顆粒體積含量成正比地增加，而是當(dāng)導(dǎo)電顆粒的體積含量增大到某一臨界值時(shí)，導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的電導(dǎo)率突然增加數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。滲流閾值與導(dǎo)電顆粒形狀和尺寸存在密切的聯(lián)系。利用式（1.5），筆者分別計(jì)算了導(dǎo)電顆粒形狀和尺寸對(duì)滲流閾值的影響情況。計(jì)算結(jié)果（如圖1-1和1-2 所示）表明：滲流閾值的數(shù)值隨著導(dǎo)電顆粒的軸長(zhǎng)比M和界面層厚度t的增加而快速減小。
