復合材料實驗的案例
瑞士洛桑聯邦理工學院開發出新型自修復復合材料
法國JEC復合材料集團網站2019年3月11日報道稱，來自瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）先進復合材料工藝實驗室的研究人員，最近開發出一種材料，可在結構受到損傷后輕易實現自我修復。這種尖端復合材料或將在航空航天飛行器、風力渦輪機、汽車及各類運動裝備中取得應用。
研究人員開發出新型自修復復合材料（瑞士洛桑聯邦理工學院圖片）
當風電渦輪葉片或飛機被不明飛行物或碎片等重物擊中后，受損的零部件必須接手整件的更換或利用樹脂進行結構修補。但是更換零部件價格昂貴，而利用樹脂進行修復又會使結構增重并一定程度上改變性能。
EPFL的先進復合材料工藝實驗室（LPAC）在自修復復合材料領域，已經從事了長達12年的深入研究。為了解決上述問題，EPFL的研究人員采用了一種全新的專利技術，找到了一種快速容易的方法，修復復合材料結構中出現的裂紋或裂縫。
新型自修復材料具有優異的修復特性（瑞士CompPair公司圖片）
這項全新的技術是利用了在復合材料中加入的自修復劑。當復合材料結構受損后，只需要簡單的利用便攜式熱空氣噴槍等裝備，將受損部位材料加熱至150℃，即可在短短的60秒的時間內，實現快速修復樹脂中出現的裂縫。局部的加熱過程激活了復合材料內部修復劑，受損部位實現迅速愈合，并且不會改變結構原有性能，損傷愈合率達到100%。這種全新問世的技術可在各類復合材料結構中應用，使用后的效果可使得原有結構壽命延長至少3倍。修復后的材料基本性能與傳統的復合材料相同，而抗裂能力可提高到原有結構的1.3倍。不僅如此，理論上這種材料可以實現在多次受損后的自修復。更為重要的是，這項技術與主流復合材料制造工藝兼容，因此不需要對生產設備進行重組。
值得注意的是，這項技術的使用條件仍然受到一些限制——如果復合材料結構受到的損傷造成了內部纖維的破壞，材料將無法愈合。
展開 第二屆復合材料結構計算與實驗方法國際會議（我們課題組組織的國際會議，武漢理工大學歡迎大家）
第二屆復合材料結構計算與實驗方法國際會議
2nd International Conference on Computational and Experimental Methods for Composite Materials and Structures
會議簡介：
本次會議是由葡萄牙波爾圖大學、武漢理工大學、《Composite Structures》雜志聯合舉辦的復合材料國際學術會議，每兩年舉辦一屆。會議將圍繞復合材料結構計算與實驗方法的最新研究領域，為研究人員，工程師和學者，以及行業專業人士提供一個平臺并介紹他們的最新的研究成果以及開發活動，為參會人員們交流新的思想和應用經驗，建立業務或研究關系，并尋找全球合作伙伴未來合作。本次大會將在2017年5月22-24日在武漢理工大學召開，并熱忱地歡迎從事相關技術研究的各專業技術人員踴躍投稿并參加大會。本次會議將擇優挑選部分論文于2017年7月31日前投稿至SCI收錄國際著名期刊《Composite Structures》（ISSN: 0263-8223，影響因子：3.853）優先錄用發表。
大會主席：
Antonio J.M. Ferreira 葡萄牙波爾圖大學教授、《Composite Structures》主編
張清杰 武漢理工大學教授、校長
李書欣 武漢理工大學教授、國家“千人計劃”特聘專家
大會學術委員會：
Martyn Pavier,University of Bristol,
UK
Zhengyi Fu, WuhanUniversity of Technology,
China
Ahmed Elmarakbi, Univ.
展開 納米二氧化鈦/硅藻土復合材料光催化性能實驗
礦物材料作為 TiO2 復合光催化 劑的載體已有大量的研究，如蒙脫石 、凹凸棒石 沸石 等作為基體材料。
硅藻土一般是由統稱為硅藻的單細胞藻類死亡以后的硅酸鹽遺骸形成的，其本質是含水的非晶質 SiO2。硅藻土具有孔隙度大、吸附性強、化學性質穩定、耐磨、耐熱等特點，因此常被用于廢水、廢氣處理領域。目前，納米二氧化鈦復合光催化劑的制備常采用溶膠 - 凝膠法、共沉淀法等，
本實驗即以納米二氧化鈦和硅藻土為原材料，在水介質的機械研磨體系中，采用機械力活化法制備成負載型 TiO2/ 硅藻土復合光催化材料，進而研究不同光照時間下復合材料對甲基橙溶液的降解，通過測定其光催化降解率評價復合材料的光催化性能。該實驗結果對于降低 TiO2 作為光催化劑的使用成本，提高 TiO2 光催化劑的催化效果和應用范圍具有重要意義。
1? 實驗部分
1.1 原材料及儀器 實驗原材料及試劑：硅藻土，40~60 目，納米 TiO2，規格 VK-TG01，TiO2≥ 99.5 %，粒徑 10-15 nm，批號：20090305，杭州萬景新材料有限公司。化學試劑甲基橙，C14H14N3NaO3S，分子 量 327.35，；三乙醇胺， 分析純，批號：20081006，C6H15NO3，北京化工廠。 主要儀器：GSDM-S 型超細攪拌磨；HXSEI 光化 學反應儀；TGL-16C 離心機；。
1.2 TiO2/ 硅藻土復合光催化劑的制備 實驗采用 超細攪拌磨，磨機的操作參數為轉速 1000 r/min；磨 介 球 采 用 3 種 直 徑，其 比 例 為 Ф3mm∶Ф2mm∶ Ф1mm=5∶3∶2，球料比 3∶1。
展開 材料復合新技術國家重點實驗室的計算利器—工作站/服務器/存儲配置推薦
材料復合新技術國家重點實驗室主要致力于研究材料復合技術及其在各個領域的應用。材料復合是指將兩種或多種不同材料進行組合，形成具有優良性能和特性的復合材料。以下是該實驗室可能關注的一些研究重點：
1) 復合材料設計和制備：研究復合材料的組成、結構和性能之間的關系，通過設計和制備方法來優化復合材料的性能。包括選擇合適的材料組分、控制復合界面和相互作用等。
2) 復合材料加工技術：研究復合材料的加工工藝和工藝參數，包括復合材料的成型、成型工藝優化、復合材料的增強和增韌等技術。旨在改善復合材料的力學性能和工藝可行性。
3) 復合材料性能評估：對復合材料進行力學、熱學、電學和化學等方面的性能評估，包括強度、硬度、耐磨性、導熱性、電導率等。研究復合材料在不同環境和應力條件下的性能表現。
4) 復合材料應用研究：研究復合材料在各個領域的應用，如航空航天、汽車制造、電子設備、能源存儲等。通過探索復合材料在不同應用中的性能和可行性，推動復合材料的工程應用和產業發展。
常用的軟件工具在材料復合新技術的研究中可能包括：
1) 材料建模和設計軟件：如Materials Studio、COMSOL Multiphysics、Abaqus等，用于模擬和設計復合材料的結構和性能。
2) 工藝模擬和優化軟件：如ANSYS、SolidWorks等，用于模擬和優化復合材料的加工工藝和工藝參數。
3) 性能評估和分析軟件：如MATLAB、Origin等，用于對復合材料的力學、熱學、電學和化學性能進行評估和分析。
4) 多物理場仿真軟件：如COMSOL Multiphysics、ANSYS等，用于模擬復合材料的多種物理場耦合行為，如結構力學、熱傳導、電磁等。
展開 
《復合材料力學》
目錄：
第1篇 復合材料力學基礎
第1章 復合材料概論
1.1 復合材料及其種類
1.2 復合材料的構造及制法
1.3 復合材料的力學分析方法
1.4 復合材料的力學性能
1.5 復合材料的各種應用
習題
第2章 各向異性彈性力學基礎
2.1 各向異性彈性力學基本方程
2.2 各向異性彈性體的應力應變關系
2.3 正交各向異性材料的工程彈性常數
習題
第2篇 復合材料宏觀力學
第3章 單層復合材料的宏觀力學分析
3.1 平面應力下單層復合材料的應力應變關系
3.2 單層材料任意方向的應力-應變關系
3.3 單層復合材料的強度
3.4 正交各向異性單層材料的強度理論
習題
第4章 復合材料力學性能的 實驗測定
4.1 纖維和基體的力學性能測定
4.2 單層板基本力學性能的 實驗測定
4.3 其他力學性能 實驗
教學實驗指導書
實驗1 單層復合材料彈性常數測定
實驗2 單層復合材料拉伸、剪切強度測定
實驗3 單層復合材料壓縮性能測定
實驗4 單層復合材料彎曲性能測定
實驗5 單層復合材料層間剪切強度測定
實驗6 復合材料沖壓式剪切強度測定
實驗7 復合材料沖擊韌性測定
第5章 層合板剛度的宏觀力學分析
5.1 引言
5.2 層合板的剛度和柔度
5.3 幾種典型層合板的剛度計算
5.4 層合板剛度的理論和 實驗比較
習題
第6章 層合板強度的宏觀力學分析
6.1 層合板強度概述
6.2 層合板的應力分析
6.3 層合板的強度分析
6.4 層合板的層間應力分析
習題
第7章 濕熱效應
7.1 單層板的濕熱變形
7.2 考慮濕熱變形的單層板應力應變關系
7.3 考慮濕熱變形的層合板剛度關系
展開 復合材料力學
目錄
第1篇 復合材料力學基礎
第1章 復合材料概論
1.1 復合材料及其種類
1.2 復合材料的構造及制法
1.3 復合材料的力學分析方法
1.4 復合材料的力學性能
1.5 復合材料的各種應用
習題
第2章 各向異性彈性力學基礎
2.1 各向異性彈性力學基本方程
2.2 各向異性彈性體的應力應變關系
2.3 正交各向異性材料的工程彈性常數
習題
第2篇 復合材料宏觀力學
第3章 單層復合材料的宏觀力學分析
3.1 平面應力下單層復合材料的應力應變關系
3.2 單層材料任意方向的應力-應變關系
3.3 單層復合材料的強度
3.4 正交各向異性單層材料的強度理論
習題
第4章 復合材料力學性能的 實驗測定
4.1 纖維和基體的力學性能測定
4.2 單層板基本力學性能的 實驗測定
4.3 其他力學性能 實驗
教學實驗指導書
實驗1 單層復合材料彈性常數測定
實驗2 單層復合材料拉伸、剪切強度測定
實驗3 單層復合材料壓縮性能測定
實驗4 單層復合材料彎曲性能測定
實驗5 單層復合材料層間剪切強度測定
實驗6 復合材料沖壓式剪切強度測定
實驗7 復合材料沖擊韌性測定
第5章 層合板剛度的宏觀力學分析
5.1 引言
5.2 層合板的剛度和柔度
5.3 幾種典型層合板的剛度計算
5.4 層合板剛度的理論和 實驗比較
習題
第6章 層合板強度的宏觀力學分析
6.1 層合板強度概述
6.2 層合板的應力分析
6.3 層合板的強度分析
6.4 層合板的層間應力分析
習題
第7章 濕熱效應
7.1 單層板的濕熱變形
7.2 考慮濕熱變形的單層板應力應變關系
7.3 考慮濕熱變形的層合板剛度關系
展開 Rogers院士：苦味軟復合材料用于可穿戴設備，旨在降低嬰兒窒息的風險
圖1
設計一種苦味的有機硅復合材料作為皮膚安裝設備中的封裝和粘合層。
最近，
西北大學
黃永剛院士
/
John A. Rogers
院士團隊
提出了一種材料策略來解決這個問題。具體來說，
復合材料作為軟包封層和溫和的粘合劑被引入，這些粘合劑釋放出旨在放入口中時會引起強烈苦味的化合物。作為一種安全功能，對這種感覺的反射性反應會大大降低攝入的可能性。所描述的材料系統包括無毒苦味劑（苯甲地那銨）作為彈性體（聚（二甲基硅氧烷））或水凝膠基質中的摻雜劑。
這些復合材料的實驗和計算研究以及苦味劑的釋放動力學定義了關鍵特性。結合到各種無線皮膚集成傳感器中，證明了它們在功能系統中的實用性。這種簡單的策略提供了寶貴的保護能力，與可穿戴設備監測的兒童福利具有廣泛的實際相關性。
相關論文以題為
Bitter Flavored, Soft Composites for Wearables Designed to Reduce Risks of Choking in Infants
發表在《
A
dvanced Materials
》上。
參考文獻
：
doi.org/10.1002/adma.202103857
展開 綠色環保的航空航天復合材料發展逐步加快
“我們從這個項目中獲得的經驗，將幫助整個行業確定如何從大量使用復合材料的飛機上回收復合材料，找到最佳的方法。”波音公司的發言人補充道。“隨著理論知識的積累和技術手段的進步，我們可以樂觀的預計，目前的回收率（按重量計占飛機的近90％）將獲得長久的保持和進步。”
二、法國企業利用竹子開發飛機內飾用生物復合材料
在波音公司積極尋找回收復合材料方法的同時，多達8家法國企業正在聯合開發一種更加環保的竹制替代品，替換用于制造飛機內飾的復合材料。為此，它們共同參與了一項名為BAMCO的項目，目的是開發利用竹子長纖維制成的新型生物基復合材料。它可用于替代玻璃、酚醛類樹脂基復合材料，例如機艙內部蓋板、機身包覆蓋板和機載廚房等部位。
據聯合參與這一項目的公司之一艾西斯騰科技公司（Assystem Technologies）材料與工藝學科負責人菲利佩·龐特斯表示，BAMCO復合材料已經有效地被用于制造行李儲物柜、機艙裝飾板以及某些特殊類型飛機的艙壁和配件等。其他參與該項目的公司阿科瑪公司、Cobratex公司、特種聚合物公司（Specific Polymers），材料工程學大學校際研究中心（CIRIMAT，是法國國立高等化學工藝技術工程師學院下屬的四個重點研究實驗室之一），法國ESTIA工程師學院Compositadour復合工業材料實驗平臺，麗薩航空集團公司（Lisa Aeronautics）和梅卡諾工業與設計公司（Mecano ID）。
除了相應環保的號召，滿足全球減少塑料用量的需求外，源自自然界生物制造的復合材料還可以作為某些聚合物復合材料的替代品，特別是那些會受到歐盟REACH（化學品注冊、評估、授權和限制）法規的影響的聚合物復合材料。
展開 主動變形智能復合材料設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告 ￥19.89
在通電條件下，MFC發生電能-機械能轉換，驅動結構復合材料發生變形。主動變形智能復合材料的變形能力與MFC的性能、結構復合材料的厚度、鋪層方向等因素有關。復合材料的優勢是其結構包括鋪層的可設計性，因此，需進行鋪層設計及變形模擬方面的工作，為后續實驗研究提供理論指導。
二、研究內容
本項目以復合材料層合板+MFC復合后的材料為研究對象，以復合材料層合板的力學性能、MFC的基本性能為輸入，以復合材料層合板+MFC復合后的材料最大彎曲角度為2°為目標，進行鋪層設計和變形仿真模擬。建立厚度、鋪層方式與變形角度的關系，篩選出優化的鋪層和厚度，為下一步進行縮比典型試驗件的設計和研制提供理論指導。
展開 熱塑性樹脂基復合材料的制造工藝及其特性
蘇州挪恩復合材料有限公司對比了尼龍66、聚苯乙烯、聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物增強前后的性能，從實驗結果看各方面性能都有顯著提高。
（碳纖維復合材料汽車板簧）
目前已有多種熱塑性樹脂用來作復合材料的基體，研制成功的熱塑性復合材料有纖維增強尼龍、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氯乙烯等，一般應用在要求輕質、高強度、耐腐蝕的機械零件中，如航空機械、機車車輛、汽車、紡織機械、造船、建筑和電氣等領域。用碳纖維等高級增強材料代替玻璃纖維，可得到各種性能更好的復合材料，如結構材料、耐沖擊材料、耐磨、阻尼減振材料等。
這種材料的優點還和熱塑性塑料一樣具有重復使用性和二次加工性，其廢舊制品和加工中的邊腳料經過適當處理可以循環利用，該材料的制品可以采用熔融焊接方法連接，采用高溫高壓成型和冷卻成型，工藝周期較短、能耗低、生產效率高，熱塑性復合材料原料來源充足，價格低廉，易加工，熱塑性復合材料半成品（粒、片料）幾乎沒有貯存期限制。
熱塑性樹脂基復合材料工藝特性與熱塑性樹脂基基本相似，添加纖維增強材料后，其工藝性能略有變化，這與樹脂自身結構有密切的聯系。熱塑性樹脂基在成型加工過程中在剪切速率、溫度、壓力下變為粘流態，其流變性是決定樹脂體系加工性能的主要標志。
纖維含量、纖維長度、纖維取向對成型工藝也會造成影響。蘇州挪恩復合材料有限公司實驗人員分析了實驗測試數據，發現隨著纖維含量的增加，樹脂的粘度增加，流動性降低。在熱塑性復合材料中，玻璃纖維含量一般在20%-40%（質量分數），既有顯著增強效果，又能保證制品成型。過多的纖維含量會使纖維磨損嚴重，增強性能降低，物料成型性惡化，且對設備磨損加劇。
纖維含量相同時，纖維越短物料流動性越好，但不宜過短，以免影響增強效果。
展開 上海交大超柔性納米發電復合材料
近日，上海交大金屬基復合材料國家重點實驗室的郭益平教授和劉河洲教授課題組在超柔性納米發電復合材料領域取得的重要進展，研究成果以 “Piezoelectric thin film on glass fiber fabric with structural hierarchy: An approach to high-performance, superflexible, cost-effective, and large-scale nanogenerators”為題，發表在國際著名學術期刊Nano Energy （IF=13.12）上。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.03.025
隨著智能設備（即自驅動便攜式電子設備，多能量采集器和傳感器）的快速發展，旨在從環境中獲取能量的自供電納米發電/供電技術變得越來越重要和緊迫。壓電納米發電機由于其高效的機電轉換效率，重量輕，響應快而成為研究熱點。壓電陶瓷及單晶具有超高的壓電效應，但由于其本身的剛性和脆性所以并不能滿足柔性和可穿戴電子設備的設計要求。雖然有很多研究將壓電陶瓷粉體和聚合物進行混合可以獲得超柔性，但是非連續相的壓電結構設計導致低的能量收集效率。通過沉積壓電薄膜再轉移到柔性基底上雖然能夠保持很好的能量收集和保持一定的柔性，但是其工藝復雜、成本高不利于商業化大規模生產。因此設計和開發出一種超柔性且能高效地進行能量收集并可實現大規模生產的壓電納米發電材料顯得尤為重要和具有挑戰性。
本研究提出利用具有層次結構的電子級玻璃纖維布材料體系為基底，通過浸漬的方法在其上沉積具有層次結構的納米壓電發電材料。
展開 
君華又一篇CF/PEEK復合材料論文收錄于《纖維復合材料》期刊
江蘇君華特種工程塑料制品有限公司工程技術研究中心的復合材料研發部門于2022年3月在《纖維復合材料》期刊雜志上刊登發表了《連續碳纖維織物增強PEEK熱塑性復合材料匹配性研究》的文章。
連續碳纖維織物增強PEEK熱塑性復合材料匹配性研究<<<<
論文聚焦行業熱點，采用科學準確的研究方法，利用公司先進的研究設備和科研環境，經過耐心細致的反復試驗，得出精確詳實的實驗數據，收獲創新成果匯總成文。
該文對比了國內外七大碳纖維廠家的T300 3K纖維織物，分別與PEEK樹脂復合，從碳纖維性能、外觀、復合材料產品性能、復合材料破壞斷面和浸潤效果等方面綜合評估，考察碳纖維和PEEK樹脂材料的匹配性。通過驗證匹配，篩選出組合性能較好的四種，其中兩種組合的效果更好。篩選匹配方法可為行業應用材料選型和工業化生產提供借鑒和參考。
關于我們<<<<
江蘇君華特種工程塑料有限公司主導產品為 PEEK聚醚醚酮樹脂、型材及其制品，具有良好的耐溫性、韌性和耐疲勞性，以及自潤滑、阻燃、可植入性和可回收等特點，符合航空航天、軍工、醫療、特殊機械行業的要求，應用領域逐漸拓寬。該主導產品屬于江蘇省發展的先進制造業高端新材料集群和產業鏈“先進碳材料”復合材料及“化工新材料”，產業導向上屬于制造業“核心關鍵基礎材料”，已有16年的研發生產經驗。
PEEK聚醚醚酮是醫療骨科關節修復替代、運動醫學與軍工、航空航天產業關鍵領域發展替代進口的重要一環，屬于國家高新技術產業鏈及關鍵領域“強鏈、補鏈”的核心關鍵基礎材料，從根本上解決我國醫用PEEK材料依賴進口、臨床急需的相關創新產品開發缺乏基礎原料支撐、特殊領域被國外“卡脖子”等問題，打破國外壟斷，實現進口替代。
展開 美國宇航局先進復合材料技術之3D打印碳纖維復合材料
技術概述
美國宇航局格倫研究中心（NASA Glenn Research Center）的創新者與路易斯維爾大學和美國空軍合作，開發了一種增材制造技術，使用熱固性聚酰亞胺樹脂生產具有高溫性能的復合材料零件。
該工藝使用選擇性激光燒結（SLS）來熔融加工NASA新型RTM370酰亞胺樹脂的粉末狀產品，該樹脂填充有精細研磨的碳纖維。隨后可以對所得復合材料零件進行后固化，為高溫航空航天應用做準備，從而提供可承受300°C以上溫度的3D打印復合材料零件。
這是增材制造聚合物技術的重大進步，通過提供一種需要相對較低熔融溫度的SLS工藝，創建得到具有高溫能力的復合材料，從而能夠對具有復雜幾何形狀的零件進行3D打印，以實現高性能應用。
? 3D科學谷白皮書
技術特征
NASA的這項技術是首個成功實現高溫碳纖維填充熱固性聚酰亞胺復合材料的3D打印技術。對碳纖維填充的RTM370進行選擇性激光燒結后進行后固化，以實現更高的溫度性能，從而獲得玻璃化轉變溫度為370℃的復合材料部件。
▲NASA 通過SLS 工藝3D打印的熱固性聚酰亞胺復合材料，打印完成后需進行后固化。
SLS工藝通常使用熱塑性聚合物粉末，所得零件的有效溫度范圍為150-185°C，但與傳統加工材料相比，通常較弱。最近，高溫熱塑性塑料已經通過高溫SLS工藝制造成3D零件，需要380°C的熔化溫度，但這些部件的可用溫度范圍仍低于200°C。
NASA的熱固性聚酰亞胺復合材料在150-240°C之間可熔融加工，允許使用常規SLS 3D打印設備。隨后，使用多步驟循環對所得零件進行后固化，將材料緩慢加熱至略低于其玻璃化轉變溫度，同時避免在過程中發生尺寸變化。
展開 彈丸侵徹碳化硅陶瓷/纖維復合材料靶板，對稱模型、復合材料鋪層、材料方向、粘結接觸、無反射邊界設置 ￥9.9
基于LS-DYNA的復合材料內聚力失效仿真（雙臂梁，隱式求解） ￥100
以DCB復合材料雙懸臂梁實驗為研究對象，基于LS-DYNA隱式算法+內聚力單元（MAT138），給出了完整的k文件！
裂紋尖端的應力云圖
內聚界面的損傷演化
求解設置：
內聚力單元采用了mat138
復合材料體系和幾何特征為：
AS4/PEEK carbon fiber reinforced composite was simulated and compared with available beam
theory solutions. The specimen length, L, is given in Fig. 6 and 20.0 mm wide with two, 2h, 1.55
mm-thick arms, the latter providing a mode mixity of G II /G T = 43% for the FRMM models. The
initial delamination length is a 0 = 35 mm. The material properties of the AS4/PEEK specimen are
as follows: E 11 = 120 GPa, E 22 = E 33 = 11 GPa, ν 12 = ν 13 = 0.32, ν 23 = 0.45, G 12 = G 13 = 5.5 GPa,and G 23 = 3.7 GPa. The properties of the interface are given in Table 3.
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