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科技前沿

废塑料增强铝基耐高温复合材料,极限强度加倍,可塑性提高5倍
来源:孜然小实验  2020-02-17 09:07:29
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-9117.html
  复合材料在革新汽车,船舶和航空航天工业中发挥了关键作用。对于高温应用,人们一直在努力开发具有优异的机械和耐腐蚀性能的低密度复合材料。在此,我们尝试开发一种具有自然灵感的独特铝基复合材料,该复合材料具有低密度聚合物(聚对苯二甲酸乙二酯,即柔软的材料)增强材料,从而显示出强度和韧性的增强。使用易于扩展和简单的摩擦搅拌加工技术加工复合材料。均匀增强的铝复合材料的机械性能显示出两倍的极限强度,可塑性提高了五倍。复合材料的极限强度在高温下增加。
 
摩擦搅拌加工技术
 
  复合材料结合了几种材料的理想性能,表现出了不同于其单独成分的增强的物理、化学和机械性能。使用这种方法已经开发出许多高性能材料。
 
  在汽车、船舶和航空航天工业中,此类复合材料发挥了关键作用,因为它们具有重量轻、优异的机械和耐腐蚀性能。在金属基复合材料中,低密度铝金属基复合材料特别受关注。
 
  自然启发的铝复合材料
 
  大自然有许多复合材料的例子,例如骨头显示出低密度,高刚度并且非常坚硬。木材同样是天然生长的复合材料,由嵌入半纤维素和木质素基质中的坚硬纤维素原纤维组成。
 
  受自然界的启发,研究人员开发了与传统复合材料完全不同的铝复合材料,设计人员通常选择用较硬材料嵌入较软基质中来提高强度。通常,使用钨、碳纤维、钛或陶瓷等材料来增强基体。现在,通过一个联合研究项目,该团队生产了一种独特的铝基复合材料,通过柔软的低密度聚合物增强。他们的发现最近发表在《高级工程材料》上。
 
  使用废品聚合物增强
 
  印度理工学院(Indian Institute of Technology.)的钱德拉·塞卡·蒂瓦里(Chandra Sekhar Tiwary)博士说:“当前的工作使用废聚合物作为增强材料,这不仅有助于回收聚合物,而且还改善了铝的机械性能。通过灵活的、可扩展的固态混合工艺将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)应用于铝基质,PET是用于制造矿泉水瓶的材料。”
 
  应用了摩擦搅拌加工技术来生产复合材料
 
  蒂瓦里解释说:“本研究中使用的铝和聚合物是不溶混的。我们必须使用独特的方法,例如摩擦处理。”
 
  使用摩擦搅拌处理技术,研究人员可以将极限强度加倍,极限强度在高温下会提高,并且与非增强铝相比,其可塑性提高了五倍。
 
化学分析
 
  蒂瓦里说:“我们正在使用更具可扩展性和简便性的技术来制造这种复合材料,以便我们可以增加复合材料中的聚合物含量。”
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-9117.html