航天发射器需要大量燃料及储存空间。氧气、氢气、氮气等典型火箭推进剂虽可在常温下以气态储存,但气体密度较低,储存足量推进剂需要极大储罐,会增加飞行器重量并限制有效载荷。因此,理想方案是将推进剂以液态高密度储存,从而使用更小、更少的储罐,但许多常用推进剂必须冷却至超低温(即低温,通常指-150°C / -238°F以下)才能呈液态。 为此,Infinite Composites Technologies(ICT,美国俄克拉荷马州塔尔萨)于2020年4月宣布开发出球形、无内衬、全复合材料低温储罐——一种用于火箭动力航天发射器低温推进剂储存的压力容器。 无内衬(V型)压力容器:长久追求的目标 无内衬(
消防员灭火时背负的高压压缩空气储气罐,随着复合材料的应用已逐渐减轻,但根据碳纳米管生产商OCSiAl(卢森堡Leudelange及美国俄亥俄州哥伦布)的数据,平均重量仍约27千克(逾59磅)。采用OCSiAl的TUBALL单壁碳纳米管(又称石墨烯纳米管),复合储罐公司Techplast(波兰Wieprz)开发出一款重量不足2.8千克(6.1磅)的储气罐。 三层结构设计 这款6.8升储罐由三层组成:PET内胆、掺入TUBALL纳米材料于环氧基体中的碳纤维/环氧树脂罐体,以及外层环氧涂层。 OCSiAl表示,气瓶的轻量化有助于消防员更快移动,在紧急情况下节省宝贵时间。运输过程中也能降低能耗和燃料消
当公司试图商业化的碳纳米管(CNT)纤维无法满足潜在客户(含美国空军和波音(美国伊利诺伊芝加哥))性能需求时,该怎么做?转型,回到绘图板,利用先进材料与复合加工专长开发其他方案。我们常用纳米材料,但绝非纳米材料公司,Veelo Technologies CEO Joe Sprengard说。我们是专注导电材料和非金属加热解决方案的先进材料公司。从最初开发连续CNT纤维/片材到当前产品组合——防雷击防护(LSP)与电磁屏蔽、复合加工高效加热毯、非金属电热除冰系统——共同主线是开发新材料,不只交付新性能水平,更满足重量与成本要求。 公司从4人扩至24人,迁入位于伍德劳恩的新2万平方英尺制造设施,此
石材工程用途 自古即用,泰姬陵、红堡、贾玛清真寺、议会大厦、中央秘书处、总统府等标志性建筑皆为石构。现仍为混凝土、砖骨料基础原料。 五大用途类别 结构构件:基础、墙、柱、过梁、拱、顶、地面、防潮层等。 面工装饰:砖墙石面,复合砌体,赋予厚重质感。 铺装:住宅/商业/工业地面,道路/人行道铺装。 基础原料:碎石制混凝土骨料、道路玛蹄脂、石灰质胶结料、人造石、空心砌块。 杂项:铁路道砟、高炉熔剂、桥梁/码头/护岸/灯塔/大坝块石。 石材地位下降原因 加工繁琐耗时耗力 优质石材平原地区稀缺贵价 钢筋混凝土/钢结构强度高、体量小、耐久、适合高层重点工程 石结构无法像钢混/钢结构那样理性设计计
十大标准检测项目 酸浸试验 磨耗试验 抗压试验 结晶试验 冻融循环试验 硬度试验 冲击试验 显微镜检查 史密斯试验 吸水率试验 1. 酸浸试验 0.5-1N石样浸1% HCl溶液7天,间歇搅拌。合格石料锐棱保持、表面无粉末。棱角崩解、表面起粉提示含碳酸钙,耐候性差。**石灰岩不适用此法**,常用于砂岩。 2. 磨耗试验(德瓦尔法) 考核路用石料抗交通磨耗能力。步骤: 石样破碎至~60mm; 两筒各装50N(筒径200mm、长340mm); 筒轴与水平夹30°; 水平轴转30 r/min,5小时; 筛分(1.5mm筛),称筛上余料; 磨耗率 = (损失质量/原质量)×100%。 3
1. 抗压强度 优良结构石料 > 100 N/mm²(注:原文单位N/mm³系笔误,应为N/mm²)。各类石料典型值见表2-1。 2. 外观 面工石料外观端正、色泽长久均匀。选色需协调周边环境。浅色优于深色(深色易褪色/风化)。 3. 耐久性 取决于化学成分、结构、抗大气侵蚀能力、结构部位等。主要大气侵蚀因素: 温差热胀冷缩交替 雨晒干湿交替 雨水溶解气体化学侵蚀 缝隙植物根系生长 高速风蚀 施工时天然层理面应垂直或近垂直于受力方向,发挥最大强度。 4. 可加工性(修整性) 易凿、模、切、修整,利于经济施工。但与强度/耐久/硬度矛盾,需按用途平衡。 5. 断口特征 优良石料断
工程材料性能分类体系 材料应用领域由其特性决定。经济学家需掌握材料性能与工艺,以优化材料选择与生产线布局。性能分八大类: 化学性能:与其他物质反应倾向、溶解性、腐蚀、酸碱度等。金属价电子易失,暴露于大气中与O₂/Cl₂反应生成氧化物(如铁锈)。 电学性能:导电率、介电强度、电阻率。 磁学性能:磁导率、磁滞、矫顽力,发电机/变压器选材关键。 力学性能:外力下行为特征:弹性、硬度、塑性、强度等。 光学性能:颜色、透光率、折射率、反射率。光与原子相互作用产生反射/折射/散射/吸收,光学研究其控制应用。 物理性能:无外力条件下状态:容重、耐久性、孔隙率等。 热学性能:比热、热膨胀、导热系数,指导耐温
两大石灰体系概述 石灰主要分富石灰(脂石灰)与水硬石灰两大类,二者在成分、消解、凝结、水硬性、颜色、强度、用途上存在本质差异。 富石灰 指标特性 成分较纯碳酸钙,粘土杂质仅5% 消解作用剧烈,体积膨胀2-2.5倍,伴随声响与放热 凝结作用空气中缓慢,吸收CO₂生成CaCO₃ 水硬性无 颜色纯白 强度较低,不宜受力部位 用途抹灰、白刷、配砂/石灰渣砂浆 水硬石灰 指标特性 成分含粘土5-30%及部分铁氧化物 消解作用缓慢,体积微增,无声无热 凝结作用水中凝结,与水反应生成水化三氧化二铝酸钙与二硅酸钙晶体 水硬性有 颜色不如富灰白 强度高,可用于受力部位 用途厚墙/潮湿处砂浆,抹灰需极谨
历史地位与现状 石灰作为胶结材料自古即用,埃及/罗马/印度古建筑(宫殿/桥梁/庙宇/碉堡/碑刻)多用石灰砂浆,部分至今完好。现水泥大幅替代石灰,但在石灰就地可得、水泥短缺地区,石灰仍是廉价可靠替代品。 石灰来源 自然界游离态罕见,通过煅烧获取:①石山石灰石;②古河床石灰岩卵石;③地下块矿(块矿即不纯石灰石);④海洋贝壳。白垩为纯石灰石。 石灰石成分及其影响 成分作用与适宜范围 粘土(8-30%宜)赋予水硬性,使石灰不溶水。过量阻碍消解,微量延缓消解。 可溶性二氧化硅与氧化铝化合生成钙/镁/铝硅酸盐,高温下活化产生水硬性。 碳酸镁(~30%可替粘土赋水硬性)使消解凝结缓慢、放热膨胀小、强度
夯烧法(Clamp-Burning) 指标参数 单次产能20,000-100,000块 燃料成本低(草、牛粪、垃圾等) 初始投资极低(无永久建筑) 合格率~60% 火候控制不可控 技工监管全程非必需 结构形式临时 适用场景小规模、间歇性需求 烧冷周期2-6个月 热能利用顶部/侧面大量散失,烟气未利用 窑炉烧制(Kiln-Burning) 指标参数 日产能平均25,000块/天 燃料成本较高(煤粉) 初始投资较高(永久建筑) 合格率~90% 火候控制全程可控 技工监管需持续专业监管 结构形式永久 适用场景大规模、持续需求 烧冷周期烧成~24h,冷却~12天 热能利用烟气预热干燥生坯,热损
背景与驱动因素 印度年需砖约600亿块,若无替代品,将年耗16亿千牛黏土/农田,使3000公顷肥沃土地荒芜,导致水土流失、土壤退化、生态失衡。住房需求激增、人口增长加剧此矛盾。行业寻找替代品主因: 运输损耗大 吸水率高 尺寸不一致 窑炉燃料成本上升 熟练劳动力短缺 三大类非粘土砖材 现可量产且质量优于传统需求的三类:混凝土砌块、粉煤灰砖、砂加气砖(钙硅砖)。 1. 混凝土砌块 原材料 骨料(碎石、砾石、火山渣、发泡矿渣、炉渣等,按重量/纹理/成分选配,级配影响强度纹理经济性,就地取材降本)、普通硅酸盐水泥、饮用水。 制造工艺 全自动生产线质量优但投资大;手动机可现场安装省运费。工序:
绪论 本文深度解析13种核心材料成形工艺,涵盖轧制、锻造、拉拔、深冲、弯曲、挤压、冲裁、高能率成形、冷镦、螺纹轧制、管材穿孔、旋压、拉伸成形,重点阐述工艺原理、设备选型、模具设计及工程应用要点。 1. 轧制 生产模式与设备布局 轧制通常需多道次、多机架连续完成。可逆式轧机减少搬运,三辊轧机优化空间。热轧需最小化时间防止工件冷却,长条料可用轮轧机(循环轧机)实现连续多道次。循环器(弯管/槽)实现工件循环。 辊子挠度控制 给定压下量下,辊子分离力随工作辊半径R线性增加(式3.20)。增大工作辊直径难有效控制挠度,经济方案是配备支撑辊:工作辊小直径承受分离力,支撑辊大直径提供刚性。不可避免的辊子
绪论 本文系统阐述四大基础机加工工艺:成形/刨削、车削/镗削、钻削、铣削。重点分析其运动学特征、切削力建模及材料去除率计算,为工艺选型与参数优化提供理论依据。 1. 成形与刨削 运动特征差异 两者材料去除本质相同,区别在于主运动与进给运动分配:成形由刀具作往复主运动、工件进给;刨削则相反,工件往复、刀具进给。切削为间歇性,仅前行程切削,回程进给。 切削参数换算 关键参数:冲程数N、冲程长S、快返比R、切深d、刀具角度。假设正交切削模型适用,未切削厚度与切削宽度为: t = f·sinψ w = d/sinψ 其中ψ为主偏角,正前角α由截面视图确定(图4.34)。
Hexcel 与 HP Composites 强强联合,为阿尔法·罗密欧 Giulia GTA 及 GTAm 等超跑量身打造高品质 Class A 级碳纤维车身面板。 双方优势互补,共铸极致表面品质 HP Composites 在意大利拥有五大生产基地,在公路与赛道高性能复材零部件交付上有着卓越战绩。此次合作融合了 HP 的工艺专长与 Hexcel 的 HexPly XF3 表面材料、HexPly M47 及 M49 预浸料,全方位满足世界顶级超跑 OEM 与车队的苛刻标准。 HexPly XF3:专为 Class A 表面研发的环氧预浸料 Hexcel 的汽车复材组合源于数十年行业积淀与
日本帝人集团通过其美国子公司 Renegade Materials Corp.(耐热热固性预浸料、树脂及胶粘剂的领先供应商)宣布,将预浸料产能扩充约 2.5 倍。此次扩产符合 Renegade 在俄亥俄州米尔斯堡工厂的产能扩张战略,继 2019 年 12 月投资 400 万美元后,于 2020 年 3 月破土动工,新产线计划于 2022 年 1 月投入运营。 深耕航空航天级高性能材料三十载 Renegade 的耐热热固性预浸料、树脂及胶粘剂已获欧美飞机制造商及发动机供应商广泛信赖。公司成立于 1993 年,初期专注树脂研发,2007 年推出以 Renegade 为品牌的航空航天级热固性预浸料
Jetson One 让普通人也能切身体验电动飞行的乐趣,尽管其续航时间无法与 1960 年代动画片中主角的无尽冒险相提并论。对于体重低于 95 公斤(210 磅)的飞行员而言,这款售价 9.2 万美元的飞行器为个人航空领域提供了一个相对亲民的入门门槛。其 2022 年全年 12 台的产量迅速售罄,2023 年的生产计划也已排满,且产品以半成品套件形式交付,用户可在家中自行完成组装。 轻量化机身与多重安全冗余设计 Jetson One 空重仅 86 公斤(190 磅),采用铝合金太空框架搭配受一级方程式赛车启发的碳纤维复合材料安全舱。安全性是公司的核心追求:得益于三重冗余飞控计算机、激光雷达
Vision Composite Products 推出基于 Ultrium U660 轻量化碳纤维轮毂 在高性能汽车领域,减重与结构完整性是未来轮毂设计关键。专注越野、赛车、售后轮毂的 Vision Composite Products 迈出重要一步,推出碳纤维复合材料轮毂。公司选用 IDI Composites International 的 Ultrium U660 打造新款 Carbon Fiber Forged 轮毂。 Vision 寻求优于主导性能轮毂的传统铸造和锻造铝合金的替代方案。经深入研究,公司与 IDI 及 3i 技术中心合作,开发结合 Ultrium 离散碳纤维复合材料与
明天是美国退伍军人节,始于纪念一战阵亡者的停战日。那个时代也引入现代伪装,法军 1915 年建立首个专门伪装部队,据 英国帝国战争博物馆网站 记载。数十年间,隐蔽士兵的材料与技术发生剧变。Exel Composites 产品与应用细分业务负责人 Patrick Loock 在接受 PlasticsToday 采访时分享复合管材如何支撑伪装网。 “隐藏存在、位置、意图对战场效能至关重要。伪装网支撑单元须承受重载、快速拆卸、极端环境作业,”Loock 说。 用于支撑伪装网的伸缩杆,复合材料优于铝合金,因其更轻、更健壮、组装更快。管材须足够强支撑重网,又须足够柔性应对变载荷。 玻璃纤维:长期战场盟友
日本公司 Unitika 发布新牌号尼龙 6,以纤维素纳米纤维 (CNF) 增强。这种植物源增强材料为汽车、家电、户外装备领域提供完全可回收解决方案。据 Unitika 称,材料可回收利用多达三次,机械性能无可测损失。 核心突破在于无需化学改性即可分散高负载 CNF。 resulting composite 匹配甚至在某些方面超越 30% 玻纤增强 PA6。20% CNF 牌号密度 1.21 g/cm³、弯曲强度 199 MPa、弯曲模量 8.8 GPa、DTUL 191°C、流向线性膨胀系数 7×10⁻⁶ °C⁻¹。 Unitika 突破将 CNF 增强聚酰胺定位为高性能工程塑料的有前景低碳
Solvay 与 9T Labs 合作加速增材制造碳纤维增强塑料 (CFRP) 部件走向量产。合作将 9T Labs 前沿混合制造平台引入航空航天、医疗、奢侈/休闲、自动化、油气领域,实现低至中等产量零件的无与伦比设计自由度。 合作框架下,Solvay 将开发先进碳纤维增强热塑性塑料,包括 CF/PEEK、碳纤维增强生物基高性能聚酰胺、CF/PPS。这拓展了 9T Labs 净料与纤维增强材料组合,为客户提供更广泛高性能复合材料选择。 9T Labs 混合系统融合 3D 打印——精准纤维取向、复杂几何、快速原型——与匹配金属模具压缩成型。结果是年产 100 至 10,000 件结构件的产线,具
复合材料