緒論：在尋找寫(xiě)作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇復(fù)合材料論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！

篇1

1.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)碳纖維復(fù)合材料的研究起步比較早。結(jié)合研究需要成立了相應(yīng)的碳纖維復(fù)合材料研究協(xié)會(huì)，制訂了相應(yīng)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施規(guī)范、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)程等，制訂了研究發(fā)展方向，加大經(jīng)碳纖維復(fù)合材料再實(shí)際中的應(yīng)用研究，經(jīng)過(guò)多年的研究，目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)有較為成熟的碳纖維復(fù)合材料理論、研究體系和研究成果，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用獲得了第一手資料，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)已經(jīng)有了一定的應(yīng)用實(shí)例。目前由于碳纖維復(fù)合材料特有的可根據(jù)工程需要加工成各種織物材料，滿(mǎn)足工程需要，而且織物表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度的特點(diǎn)，因此碳纖維復(fù)合材料大量應(yīng)用在房屋建筑工程的加固工程中、橋梁工程等的加固、維修和保養(yǎng)上。從研究現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)對(duì)碳纖維復(fù)合材料的研究起步比較晚，缺少系統(tǒng)化、本土化的研究體系，主要理論和研究標(biāo)準(zhǔn)、方法借鑒先進(jìn)國(guó)家的研究成果，缺少實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)的搜集和整理，施工規(guī)范上過(guò)于依賴(lài)國(guó)外成熟經(jīng)驗(yàn)，缺少本土化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究體系，研究方向主要集中碳纖維增強(qiáng)聚合物片材加固和修復(fù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而且應(yīng)用也比較成熟。例如采用碳纖維增強(qiáng)聚合物片材對(duì)上海財(cái)經(jīng)大學(xué)24m跨度的木結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，采用碳纖維布對(duì)天安門(mén)城樓上的大型木柱進(jìn)行加固[1]；等等。單麗萍《碳纖維布在建筑結(jié)構(gòu)加固中的施工措施淺析》（民營(yíng)科技2012.8）研究指出，碳纖維增強(qiáng)聚合物加固技術(shù)是一種新型高效的土木工程加固修復(fù)技術(shù)，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。并對(duì)碳纖維布在加固和維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)中的施工措施進(jìn)行分析，之處隨著對(duì)新材料碳纖維(CFRP)的研究的深入，用CFRP取代鋼板作為外貼對(duì)建筑物進(jìn)行加固是一種必然趨勢(shì)。并現(xiàn)針對(duì)碳纖維加固的原理、依據(jù)、前提進(jìn)行了探討，并對(duì)施工工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述。張勇《CFRP加固混凝土梁的凍融試驗(yàn)研究》（河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)2012.1），碳纖維(CFRP)雖然在加固工程中已得到廣泛應(yīng)用，但其長(zhǎng)期的加固性能尚未得到證實(shí)。尤其在我國(guó)北方較寒冷地區(qū)，因此研究?jī)鋈谘h(huán)對(duì)碳纖維加固的混凝土構(gòu)件的影響。試驗(yàn)研究顯示碳纖維基本能夠滿(mǎn)足寒冷地區(qū)的加固要求。舒亞《碼頭改造工程中碳纖維加固技術(shù)的運(yùn)用》（水利建設(shè)與管理2014.3）一文中研究指出：伴隨著材料研究的深入，混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)也日益提高，結(jié)合工程實(shí)例，闡述在碼頭改造工程中如何將碳纖維加固技術(shù)運(yùn)用到水工結(jié)構(gòu)物的主要受力構(gòu)件，為碼頭水工結(jié)構(gòu)物的加固修復(fù)帶來(lái)新的舉措，保障了碼頭水工建筑物的安全。整體上來(lái)說(shuō)，碳纖維復(fù)合材料在土木工程中的使用研究目前基本集中在混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)和加固上，相信隨著研究的深入，碳纖維加固技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)的運(yùn)用日益廣泛。

1.2最新研究進(jìn)展和趨勢(shì)

日本開(kāi)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(guò)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(guò)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?，?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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(lèi)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(guò)多過(guò)少都不利于加固效果的最優(yōu)化，如粘貼過(guò)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(guò)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(lèi)，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。

3結(jié)論和建議

篇2

GB/T1447的Ⅱ型試樣，在測(cè)試σT1、σT2時(shí)，試樣寬度為25mm，對(duì)0°纖維、0°纖維占多的復(fù)合材料或碳纖維等高性能纖維復(fù)合材料，破壞載荷較大，經(jīng)常導(dǎo)致加強(qiáng)片脫落致使無(wú)法繼續(xù)加載，增加測(cè)試的難度。GB/T3354、ISO527-5和ASTMD3039，試樣寬度為15mm，對(duì)于一些織物增強(qiáng)復(fù)合材料，由于織物的尺寸效應(yīng)對(duì)測(cè)試結(jié)果有較大影響。上述各試驗(yàn)方法均使用端部加強(qiáng)片，加強(qiáng)片的目的是試圖以最小的應(yīng)力集中將來(lái)自?shī)A頭的載荷分布到試樣上。然而設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)募訌?qiáng)片界面將使破壞發(fā)生在鄰近加強(qiáng)片的部位，導(dǎo)致非常低的測(cè)試強(qiáng)度值。膠接加強(qiáng)片的膠粘劑對(duì)結(jié)果的影響遠(yuǎn)大于加強(qiáng)片的角度。成功的設(shè)計(jì)是采用足夠韌性的膠粘劑而不是加強(qiáng)片的角度［4］。GB/T1458和ASTMD2290無(wú)法測(cè)得泊松比和σT2，得到的σT1值離散較大。綜上，對(duì)0°纖維、0°纖維占多的復(fù)合材料或碳纖維等高性能纖維復(fù)合材料，建議按GB/T3354、ISO527-5和ASTMD3039試驗(yàn)，對(duì)性能較低或一些織物增強(qiáng)復(fù)合材料，建議采GB/T1447的Ⅱ型試樣，按GB/T1447試驗(yàn)。

2剪切

GB/T3355、ISO14129和ASTMD3518均利用±45°層合板拉伸試驗(yàn)，得到復(fù)合材料面內(nèi)剪切響應(yīng)，該試驗(yàn)方法具有測(cè)試試樣簡(jiǎn)單、不需要夾具以及采用引伸計(jì)進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試的特點(diǎn)。并已證明和其他剪切試驗(yàn)方法的模量測(cè)試具有良好的一致性。盡管很多人認(rèn)為試樣的應(yīng)力狀態(tài)可能不“純”，但它的響應(yīng)確實(shí)模擬了結(jié)構(gòu)層合板中的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)和鋪層相互的作用，對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是比較實(shí)用的［4］。GB/T3355、ISO14129和ASTMD3518僅適用±45°均衡對(duì)稱(chēng)鋪層的層合板試樣。在整個(gè)工作段存在面內(nèi)正應(yīng)力分量，且在自由邊界處存在著復(fù)雜的應(yīng)力場(chǎng)，因此所計(jì)算的破壞剪應(yīng)力值并不是材料的剪切強(qiáng)度值。特別是在大變形時(shí)，隨著應(yīng)變的增加導(dǎo)致纖維方位逐漸變化，逐漸偏離纖維方位假設(shè)。ISO14129和ASTMD3518都規(guī)定在5%剪應(yīng)變時(shí)終止試驗(yàn)，以5%剪應(yīng)變時(shí)的剪應(yīng)力作為極限剪切強(qiáng)度，GB/T3355-2005對(duì)此沒(méi)有規(guī)定，在新修訂的GB/T3355中已作了相應(yīng)的修改。ASTMD5379和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《聚合物基復(fù)合材料剪切性能V型缺口梁試驗(yàn)方法》(報(bào)批稿)，有一比較突出的優(yōu)點(diǎn)，不僅可測(cè)得G12、τ12，通過(guò)改變?cè)嚇拥姆较?，還可測(cè)得G21、G13、G23、G31和G32。從圖2試樣的剪力圖和彎矩圖可以看出，試樣工作區(qū)處于恒剪力而彎矩為零的區(qū)域，V型缺口影響沿加載方向的剪應(yīng)變，使剪應(yīng)力分布更加均勻。剪力分布的均勻度為材料正交各向異性的函數(shù)，在［0/90］ns類(lèi)型層合板上已經(jīng)獲得最佳的所有面內(nèi)剪切結(jié)果［4］。然而試樣工作段處于恒剪力而彎矩為零僅是理想狀態(tài)，實(shí)際情況是夾具對(duì)試樣施加的是分布載荷，它會(huì)對(duì)剪應(yīng)變的分布和正應(yīng)力分量產(chǎn)生影響，該影響對(duì)［90］n、含±45°鋪層試樣特別不利［4］。加載過(guò)程中可能發(fā)生試樣的扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)影響強(qiáng)度，特別是模量的試驗(yàn)結(jié)果。GB/T28889、ASTMD7078與ASTMD5379有很多相似之處。GB/T28889、ASTMD7078大大改善了ASTMD5379對(duì)［90］n、含±45°鋪層試樣特別不利的狀況。加載過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)，特別是試樣兩邊螺栓的扭力不一致時(shí)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有較大影響。試樣缺口處的寬度達(dá)31mm，對(duì)某些層合板，難以加載至破壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。ISO15310要求有特殊的試驗(yàn)夾具，加載點(diǎn)定位困難，不適合于獲取剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)。ASTMD4255要求有特殊的試驗(yàn)夾具，結(jié)果易受試樣加工缺陷影響，所得的數(shù)據(jù)離散較大。ASTMD5448的試樣為纖維纏繞圓管，試樣制備的費(fèi)用高，端部夾持處存在應(yīng)力集中，容易造成在夾持區(qū)內(nèi)破壞。GB/T1450.1、JC/T773和ISO14130僅能測(cè)得層間剪切強(qiáng)度，不能測(cè)得剪切響應(yīng)。GB/T1450.1試樣型式存在應(yīng)力集中，所得的數(shù)據(jù)離散較大。綜上，測(cè)G12、τ12時(shí)，建議按GB/T3355、ISO14129、ASTMD3518和ASTMD5379試驗(yàn)，并在5%剪應(yīng)變時(shí)終止試驗(yàn);測(cè)［0］ns、［0/90］ns層合板的剪切參數(shù)時(shí)，按ASTMD5379試驗(yàn);測(cè)［90］ns、含±45°鋪層或織物增強(qiáng)層合板剪切參數(shù)時(shí)，按GB/T28889、ASTMD7078試驗(yàn)。

3壓縮

除試樣加工影響外，受試樣幾何尺寸、對(duì)中和夾具的影響，采用不同的方法，所測(cè)得的壓縮強(qiáng)度是不同的。其中夾具設(shè)計(jì)和加工精度尤為重要，夾具的過(guò)度約束可能遏制某些實(shí)際的破壞模式，導(dǎo)致測(cè)試值偏高;但如沒(méi)有合適的約束，會(huì)發(fā)生試樣端部開(kāi)花、屈曲等破壞，導(dǎo)致測(cè)試值偏低。所有標(biāo)準(zhǔn)僅給出夾具的型式，沒(méi)有規(guī)定夾具的材質(zhì)、尺寸、加工精度等細(xì)節(jié)，因此使用者需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、摸索等設(shè)計(jì)加工合適的夾具。GB/T3856、GB/T5258、ISO14126和ASTMD3410圓錐形剪切加載夾具存在試樣安裝和應(yīng)變測(cè)量難度較大的問(wèn)題。GB/T3856沒(méi)有規(guī)定在測(cè)試過(guò)程中判別試樣是否彎曲或屈曲，且試樣寬度僅為6mm，對(duì)一些材料存在尺寸效應(yīng)，影響測(cè)試結(jié)果。GB/T5258和ISO14126給出了端部加載夾具，該夾具僅適用低性能的材料，如短纖維復(fù)合材料、連續(xù)纖維復(fù)合材料較弱的方向。GB/T3856和GB/T5258沒(méi)有規(guī)定模量的取值范圍，期望修訂時(shí)增加。GB/T5258和ISO14126的聯(lián)合加載以及ASTMD6641的聯(lián)合加載，試驗(yàn)方法依賴(lài)于試樣與夾具間的高摩擦系數(shù)。GB/T1448要求試樣厚度為4mm以上，更適合面外壓縮性能測(cè)試。綜上，測(cè)定面內(nèi)壓縮強(qiáng)度σc1和σc2時(shí)，建議采用剪切加載方式，按GB/T5258、ISO14126和ASTMD3410進(jìn)行試驗(yàn);測(cè)定面外壓縮強(qiáng)度σc3時(shí)，按GB/T1448進(jìn)行試驗(yàn)。

4層間拉伸

復(fù)合材料層間拉伸的國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)并不多，較為成熟的標(biāo)準(zhǔn)方法有ASTMD7291。我國(guó)尚沒(méi)有制訂測(cè)定層間拉伸模量E3的標(biāo)準(zhǔn)，GB/T4944僅能測(cè)定層間拉伸強(qiáng)度，不能測(cè)定E3。因此，期望制定測(cè)定E3的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，或在修訂GB/T4944時(shí)增加測(cè)定E3。

5結(jié)論和建議

篇3

高職復(fù)合材料工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)是培養(yǎng)具備良好的職業(yè)素養(yǎng)，掌握復(fù)合材料科學(xué)理論基礎(chǔ)及復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)技能，掌握復(fù)合材料制備技術(shù)，重點(diǎn)掌握高性能纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料的制備技術(shù)，具有復(fù)合材料成型操作能力，能夠從事復(fù)合材料制造技術(shù)操作的高素質(zhì)技能型專(zhuān)門(mén)人才。高職院校的人才培養(yǎng)模式可以通過(guò)利用學(xué)校和企業(yè)兩種不同的教育環(huán)境和教育資源，采用課堂教學(xué)與學(xué)生參加實(shí)際工作有機(jī)結(jié)合，來(lái)培養(yǎng)適合不同用人單位需要的應(yīng)用型人才的教學(xué)模式。開(kāi)展以就業(yè)為導(dǎo)向，采用“校企合作，工學(xué)結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式培養(yǎng)學(xué)生。

2高職復(fù)合材料工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系的構(gòu)建

高職復(fù)合材料工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)該依據(jù)產(chǎn)業(yè)背景調(diào)研和人才需求調(diào)研，按照職業(yè)崗位和培養(yǎng)規(guī)格的要求構(gòu)建課程體系和課程標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)復(fù)合材料企業(yè)調(diào)研結(jié)論，首先對(duì)工作崗位的典型任務(wù)進(jìn)行分析，提煉出崗位職業(yè)能力，結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建出復(fù)合材料工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程體系，課程體系應(yīng)該圍繞著三大職業(yè)崗位構(gòu)建：復(fù)合材料成型操作崗位：以復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備為基礎(chǔ)，具備復(fù)合材料制造技術(shù)操作能力。復(fù)合材料膠接操作能力：以復(fù)合材料樹(shù)脂基體、膠接工藝為基礎(chǔ)，具備復(fù)合材料連接操作能力。復(fù)合材料檢測(cè)與修補(bǔ)技術(shù)能力：以復(fù)合材料檢測(cè)技術(shù)、修補(bǔ)技術(shù)為基礎(chǔ)，具有復(fù)合材料檢測(cè)與修補(bǔ)的能力。

3高職復(fù)合材料工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的實(shí)施與保障條件

3.1專(zhuān)任教師應(yīng)具備條件專(zhuān)任專(zhuān)業(yè)教師一方面具備本專(zhuān)業(yè)或相近專(zhuān)業(yè)大學(xué)本科以上學(xué)歷（含本科）；另一方面必須有一定的企業(yè)經(jīng)歷，具有“雙師”素質(zhì)；專(zhuān)任實(shí)訓(xùn)教師要具備專(zhuān)業(yè)高級(jí)工以上的資格證書(shū)（含高級(jí)工）或工程師及其以上職稱(chēng)。專(zhuān)業(yè)帶頭人必須是雙師型教師，職稱(chēng)應(yīng)在副高職稱(chēng)以上，接受過(guò)職業(yè)教育教學(xué)方法論的培訓(xùn)，具有開(kāi)發(fā)職業(yè)課程的能力；校外兼職教師應(yīng)具備高級(jí)工或工程師以上職稱(chēng)，具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技能；其中企業(yè)兼職教師占教師總數(shù)的比例不低于50%。

3.2實(shí)踐教學(xué)條件高職復(fù)合材料工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)基地必須滿(mǎn)足復(fù)合材料成型技術(shù)、復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)與制造、熱壓罐操作及復(fù)合材料成品檢測(cè)的基本實(shí)踐教學(xué)條件，讓學(xué)生在一個(gè)真實(shí)的職業(yè)環(huán)境下按照未來(lái)專(zhuān)業(yè)崗位（群）對(duì)基本技能的要求，得到實(shí)際操作訓(xùn)練和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。復(fù)合材料成型技術(shù)是教學(xué)研究的重點(diǎn)，也是培養(yǎng)學(xué)生的主要途徑。實(shí)訓(xùn)基地應(yīng)該包括小型熱壓罐、烘箱、清潔操作間、復(fù)合材料加工設(shè)備、復(fù)合材料檢測(cè)儀器等基本實(shí)踐教學(xué)設(shè)備，一方面能滿(mǎn)足生產(chǎn)的要求，又能完全滿(mǎn)足教學(xué)任務(wù)，而且能夠開(kāi)展材料性能試驗(yàn)、制作試驗(yàn)件。同時(shí)高職院校發(fā)展復(fù)合材料工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)，還必須加強(qiáng)校企合作，加大校外實(shí)訓(xùn)基地合作的深度和廣度。通過(guò)校外實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，安排學(xué)生在企業(yè)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)對(duì)口頂崗實(shí)習(xí)，以利于學(xué)生掌握崗位技能，提高實(shí)踐能力，縮短他們的工作適應(yīng)期，提高學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。

4高職復(fù)合材料工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)未來(lái)發(fā)展思考

篇4

金屬層狀復(fù)合材料是由多層金屬?gòu)?fù)合而成的，其通過(guò)將多層金屬板經(jīng)過(guò)疊壓而形成，相對(duì)于顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，層狀復(fù)合材料的制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)能夠達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的要求，隨著科技的進(jìn)步，金屬層狀復(fù)合材料已經(jīng)由原來(lái)的雙層發(fā)展到現(xiàn)今的多層金屬材料復(fù)合，同時(shí)在制造的過(guò)程中，對(duì)于不同層板之間層板組分的合理選擇以及選用相應(yīng)的加工工藝，能夠生產(chǎn)出符合工業(yè)特性要求的金屬層狀復(fù)合材料。通過(guò)使用金屬層狀復(fù)合材料能夠有效地減少對(duì)于貴金屬材料的使用，以較少的材料投入達(dá)到改善材料特性的目的，對(duì)于降低生產(chǎn)成本以及減少資源的浪費(fèi)有著非常重要的意義。

2金屬層狀復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝

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(guò)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(guò)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(lèi)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)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?chē)囊簯B(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(guò)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(guò)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(guò)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(chēng)為雙澆法，其主要是通過(guò)使用兩種液態(tài)金屬同時(shí)開(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程。經(jīng)過(guò)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(guò)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。

5結(jié)束語(yǔ)

篇5

1958年，我國(guó)因鋼材短缺，曾探索過(guò)用GFRP筋代替鋼筋的研究。20世紀(jì)七八十年代，F(xiàn)RP在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用與研究逐漸增多。1972年在云南建造了一座直徑為44m的球形GFRP雷達(dá)天線(xiàn)罩。1982年在北京密云建成了跨徑20.7mGFRP簡(jiǎn)支蜂窩箱梁公路橋，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽-15、掛-80，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)，這是國(guó)際上第一座GFRP公路橋。此后，F(xiàn)RP材料，尤其是價(jià)格比較便宜的GFRP，在工結(jié)構(gòu)程中應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣。但是這些應(yīng)用大多數(shù)都是附屬性、臨時(shí)性的構(gòu)件，F(xiàn)RP材料的優(yōu)越性能沒(méi)有得到充分發(fā)揮，即使用FRP作為結(jié)構(gòu)材料也都是嘗試性的，沒(méi)有形成規(guī)模。同時(shí)，多數(shù)的土木結(jié)構(gòu)工程師不了解FRP材料性能和設(shè)計(jì)方法，大大限制了它在土木工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用和推廣。

2FRP復(fù)合材料在土木工程中的實(shí)踐效果

2.1用于結(jié)構(gòu)加固

我國(guó)對(duì)FRP加固技術(shù)的研究始于1997年，中冶建筑研究總院有限公司(國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心)于1997年10月進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首批外貼碳纖維布加固梁試驗(yàn)。隨后在短短幾年中，外貼FRP片材加固技術(shù)已成為全國(guó)土木建筑行業(yè)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)，很快為市場(chǎng)所接受，而市場(chǎng)的擴(kuò)大使材料的成本大幅下降，這為FRP材料在建筑中的應(yīng)用發(fā)展提供了更大的可能，在我國(guó)已迅速發(fā)展成為建筑結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固的主要技術(shù)。至2012年，國(guó)內(nèi)從事FRP試驗(yàn)研究及技術(shù)開(kāi)發(fā)的科研單位幾十所，用于土木建筑行業(yè)中的碳纖維制品生產(chǎn)銷(xiāo)售的廠家?guī)资畟€(gè)，從事于碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)公司上百個(gè)，已經(jīng)形成了相當(dāng)大的研發(fā)、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、應(yīng)用的社會(huì)群體。目前FRP材料在土木建筑中的應(yīng)用以加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，加固的形式又以外貼FRP片材為主，但FRP技術(shù)在砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，以及采用FRP筋材、網(wǎng)格材、預(yù)應(yīng)力FRP片材加固技術(shù)的應(yīng)用已有很多，新的應(yīng)用形式、新的產(chǎn)品、新的規(guī)范規(guī)程的研究正在世界各地廣泛開(kāi)展。

2.2FRP筋在新建結(jié)構(gòu)中代替鋼筋

傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中配置非預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力鋼筋，在處于惡劣環(huán)境條件時(shí)，如干濕交替、化學(xué)介質(zhì)等作用下，極易引起鋼筋的腐蝕，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性和適用性，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力的降低。相比之下，防腐性能好、粘結(jié)性能與鋼筋相差不多且抗拉強(qiáng)度高的FRP筋成為代替鋼筋的一個(gè)較好選擇。20世紀(jì)80年代初開(kāi)始，F(xiàn)RP筋逐漸大量應(yīng)用于有特殊性能要求的結(jié)構(gòu)物中代替鋼筋，如有磁共振醫(yī)療設(shè)備的建筑及海堤、工業(yè)廠房屋面板等受?chē)?yán)重化學(xué)侵蝕的結(jié)構(gòu)物中。1985年，美國(guó)SanAntonio醫(yī)院大樓的MRI設(shè)備的樁、柱和梁中均采用了GFRP筋。1986年，SanAntonio的大學(xué)建筑中的邊墻和鋼筋混凝土梁中配置了GFRP筋。FRP筋的另一個(gè)應(yīng)用對(duì)象是巖土工程，目前已用于因潮汐變化等干濕交替的擋土墻、地基錨桿及地鐵沉井等工程中。

2.3FRP結(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)

由于FRP材料具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)RP結(jié)構(gòu)和FRP組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也日益受到工程界的重視。

（1）早期試驗(yàn)性的FRP結(jié)構(gòu)

20世紀(jì)60年代，英國(guó)已開(kāi)始生產(chǎn)GFRP復(fù)合材料的屋蓋結(jié)構(gòu)，運(yùn)往中東和北非建造使用，1968年一個(gè)采用GFRP夾心板與鋁質(zhì)骨架的圓頂結(jié)構(gòu)建于利比亞Bengazhi；1972年阿聯(lián)酋的Dubai國(guó)際機(jī)場(chǎng)，采用GFRP傘狀屋頂。20世紀(jì)70年代及80年代初期，英國(guó)的一些建筑采用了GFRP作為除梁柱以外的承重或半承重構(gòu)件。1974年，第一個(gè)全復(fù)合材料建筑在英國(guó)Lancashire落成，外形為三棱錐體組成的空間結(jié)構(gòu)。早期的FRP結(jié)構(gòu)，大多帶有一定的試驗(yàn)性質(zhì)，尚未在土木工程中形成規(guī)模。

（2）橋梁工程中的FRP結(jié)構(gòu)構(gòu)件

隨著FRP生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品形式的迅速發(fā)展，F(xiàn)RP結(jié)構(gòu)在橋梁工程中得到迅速發(fā)展。英國(guó)、瑞士、丹麥、日本、美國(guó)及中國(guó)等國(guó)家，均成功建造了一系列全FRP結(jié)構(gòu)的人行天橋。同時(shí)，F(xiàn)RP結(jié)構(gòu)也被應(yīng)用于承受較大反復(fù)動(dòng)載的公路橋梁中。1982年，我國(guó)在北京密云建成了一座跨徑為20.7m的GFRP蜂窩箱梁公路橋。1994年，英國(guó)建造的BondMill橋采用GFRP拉擠型材組合而成，是一座可通過(guò)40t卡車(chē)的活動(dòng)橋。1996年，美國(guó)堪薩斯州Russell架起了第一座采用FRP橋面板的公路橋。此后不到十年的時(shí)間里，采用FRP橋面板的中小型橋梁在美國(guó)已有數(shù)十座。FRP橋面板還被用于替換老化的混凝土橋面板。此外，F(xiàn)RP索還可替代鋼索用于斜拉橋和懸索橋。

3FRP復(fù)合材料在土木工程中的實(shí)踐展望

篇6

面對(duì)高技術(shù)時(shí)代對(duì)高性能鈦合金材料日益緊迫的要求，非連續(xù)增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料因其具有的高比強(qiáng)、高比剛度、耐高溫和耐蝕性能已成為研究的熱點(diǎn)。人們對(duì)其制備工藝、微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能等進(jìn)行了一系列的研究，而這些研究的主要目標(biāo)為外加法制備的鈦基復(fù)合材料。而本研究則采用原位合成工藝制備非連續(xù)增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料。與外加法比較，原位合成法因其工藝簡(jiǎn)單、材料性能優(yōu)異，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上更為可行。增強(qiáng)體的原位合成，避免了增強(qiáng)體的污染問(wèn)題，也避免了熔鑄過(guò)程中存在的潤(rùn)濕性問(wèn)題，有利于制備性能更好的復(fù)合材料。然而，為了低成本高效制備高性能的鈦基復(fù)合材料尚有許多問(wèn)題需要解決。因此，從理論和實(shí)驗(yàn)上研究這些問(wèn)題，對(duì)低成本高效制備高性能的鈦基復(fù)合材料具有非常重要的理論和實(shí)際意義。

針對(duì)金屬基復(fù)合材料發(fā)展應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題??成本和性能，本文開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了新型的鈦基復(fù)合材料的制備工藝，可以低成本高效制備性能優(yōu)異的鈦基復(fù)合材料。即可利用鈦與碳化硼、硼及石墨之間的自蔓燃高溫合成反應(yīng)，采用普通的鈦合金冶煉工藝制備出單純TiB晶須、單純TiC顆粒增強(qiáng)或TiB晶須和TiC粒子混雜增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料。為了拓展鈦基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，為制備高性能的鈦基復(fù)合材料打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，本文的研究主要包括以下幾個(gè)方面工作：

1、研究了利用鈦與石墨、硼及碳化硼之間的反應(yīng)制備TiB和TiC增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的原位合成機(jī)理。利用熱力學(xué)理論計(jì)算了鈦與石墨、硼、碳化硼反應(yīng)的Gi自由能DG和反應(yīng)生成焓DH，結(jié)果表明：各個(gè)反應(yīng)的Gi自由能DG值都為負(fù)值，說(shuō)明在熱力學(xué)上上述反應(yīng)是可行的。雖然在熱力學(xué)上可以利用鈦與碳化硼之間的化學(xué)反應(yīng)合成TiB2和TiC增強(qiáng)體，但從化學(xué)平衡考慮，TiB2不能穩(wěn)定存在于過(guò)量鈦中，因此能夠穩(wěn)定存在于普通鈦合金中的增強(qiáng)體為T(mén)iB和TiC。上述反應(yīng)都為高放熱的反應(yīng)，從理論上講絕熱溫度都大于自蔓燃高溫合成的判據(jù)，表明反應(yīng)能自發(fā)維持。

2、利用非自耗電弧爐和自耗電弧爐經(jīng)普通的鈦合金鑄造工藝制備出單純TiB晶須、單純TiC顆粒增強(qiáng)或TiB晶須和TiC粒子混雜增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料。X射線(xiàn)衍射分析結(jié)果表明：原位合成的增強(qiáng)體為T(mén)iB、TiC。這些增強(qiáng)體分布非常均勻，主要呈現(xiàn)為短纖維狀、樹(shù)枝晶狀和等軸或近似等軸狀。電子探針和帶能譜的掃描電鏡分析結(jié)果表明：短纖維狀增強(qiáng)體為T(mén)iB，而樹(shù)枝晶狀和等軸或近似等軸狀增強(qiáng)體為T(mén)iC。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析一致，這為原位自生鈦基復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)提供了依據(jù)。

3、研究了原位合成鈦基復(fù)合材料增強(qiáng)體的生長(zhǎng)機(jī)制，結(jié)果表明：增強(qiáng)體的生長(zhǎng)機(jī)制與凝固過(guò)程及增強(qiáng)體的晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。原位合成的增強(qiáng)體以形核與長(zhǎng)大的方式從熔體中析出而長(zhǎng)大。對(duì)于原位合成TiB和TiC混雜增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料，經(jīng)歷了析出初晶、二元共晶和三元共晶三個(gè)階段。由于不同的晶體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)體TiB與TiC形成不同的生長(zhǎng)形態(tài)。TiB具有B27晶體結(jié)構(gòu)，易于沿[010]方向生長(zhǎng)長(zhǎng)成短纖維狀，而且TiB橫截面的形狀呈多邊形，其晶面主要由(100)、(10)和(101)組成。同時(shí)，在TiB的(100)面上容易形成層錯(cuò)。而TiC具有NaCl型對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，容易長(zhǎng)成樹(shù)枝晶狀、等軸狀和近似等軸狀。發(fā)現(xiàn)原位合成的增強(qiáng)體TiB容易在（100）面上形成高密度的層錯(cuò)，層錯(cuò)的形成與增強(qiáng)體的晶體結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)機(jī)制有關(guān)，同時(shí)也有利于降低增強(qiáng)體與基體合金界面的晶格畸變。而原位合成增強(qiáng)體TiC的晶格比較完整，偶爾在(111)面上形成孿晶，該孿晶結(jié)構(gòu)在增強(qiáng)體形核與長(zhǎng)大的過(guò)程中形成。

4、研究了合金元素鋁的加入對(duì)原位合成鈦基復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。合金元素鋁的加入，并不改變復(fù)合材料的物相組成，也不改變復(fù)合材料的凝固過(guò)程，但由于合金元素的存在，阻礙了增強(qiáng)體的形核與長(zhǎng)大過(guò)程，導(dǎo)致形成的TiB和TiC初晶更為細(xì)小，尤其是使TiC增強(qiáng)體易于形成等軸狀。合金元素鋁不僅固溶強(qiáng)化了基體合金，而且細(xì)化增強(qiáng)體也有利于提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。

5、利用透射電鏡、高分辨透射電鏡對(duì)原位合成(TiB TiC)/Ti復(fù)合材料界面微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和分析，發(fā)現(xiàn)兩種增強(qiáng)體與基體的界面均為清潔界面，為直接的原子結(jié)合、界面結(jié)合狀況良好。TiC增強(qiáng)體與基體合金沒(méi)有確定的位相關(guān)系，而TiB增強(qiáng)體與基體合金存在以下位相關(guān)系：、、(0002)Ti//(001)TiB和以及、(0002)Ti//(200)TiB和。該位相關(guān)系在凝固過(guò)程中形成，與增強(qiáng)體的晶體結(jié)構(gòu)及基體合金的晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，形成該位相關(guān)系有利于降低增強(qiáng)體與基體合金界面的晶格畸變能。

6、研究了鑄態(tài)鈦基復(fù)合材料和熱鍛后高溫鈦基復(fù)合材料的力學(xué)性能。由于原位合成增強(qiáng)體的加入，鈦基復(fù)合材料的力學(xué)性能與相應(yīng)基體合金比較有了明顯的提高，在增強(qiáng)體含量為8％時(shí)，其彈性模量E、屈服強(qiáng)度s0.2和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到131.2GPa，1243.7MPa和1329.8MPa，與基體合金Ti6242比較分別提高了19.3，47.4和45.5。其強(qiáng)化機(jī)理主要來(lái)源于增強(qiáng)體承載、晶粒細(xì)化及高密度位錯(cuò)的形成。石墨的加入，形成更多等軸狀、近似等軸狀TiC粒子有利于提高復(fù)合材料的室溫性能，這與短纖維狀TiB的存在導(dǎo)致復(fù)合材料低應(yīng)力斷裂有關(guān)。

7、研究了原位合成鈦基復(fù)合材料的高溫瞬時(shí)拉伸性能。在600oC、650oC和700oC的抗拉強(qiáng)度分別超過(guò)800MPa，750MPa和650MPa，與高溫性能較好的IMI834合金比較，在600oC的抗拉強(qiáng)度提高幅度超過(guò)25。隨著溫度的提高，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度降低，塑性提高，但與基體合金比較高溫強(qiáng)度有了明顯的提高。斷口分析表明：低溫時(shí)，裂紋由增強(qiáng)體斷裂引起，而在高溫時(shí)裂紋最先在短纖維晶須TiB的端面上形核，然后裂紋擴(kuò)展到基體合金中，最后導(dǎo)致材料失效。說(shuō)明低溫時(shí)，增強(qiáng)體承載對(duì)提高復(fù)合材料的力學(xué)性能非常有利，而在高溫時(shí)，其強(qiáng)化作用主要由增強(qiáng)體與位錯(cuò)的交互作用引起。位錯(cuò)容易在短纖維狀晶須TiB的端面處塞積，形成裂紋源導(dǎo)致材料失效。因此與等軸狀及近似等軸狀增強(qiáng)體TiC比較，短纖維狀增強(qiáng)體TiB對(duì)復(fù)合材料高溫力學(xué)性能的強(qiáng)化效果要低一些。這也是石墨的加入形成等摩爾的TiB和TiC增強(qiáng)體有利于提高復(fù)合材料高溫性能的主要原因。

8、研究了原位合成鈦基復(fù)合材料的高溫蠕變性能和持久斷裂性能。原位合成鈦基復(fù)合材料的高溫蠕變經(jīng)歷了典型的蠕變變形的三個(gè)階段。蠕變持久強(qiáng)度與基體合金比較有了明顯的提高。持久強(qiáng)度與溫度及載荷密切相關(guān)，溫度和載荷的提高都降低復(fù)合材料的高溫蠕變和高溫持久性能。石墨的加入形成更多的TiC粒子，同樣有利于提高鈦基材料的持久強(qiáng)度。在高溫、持久載荷作用下，材料的失效仍然主要由短纖維端面處形成裂紋而導(dǎo)致材料失效引起。

本研究首先從理論上分析了原位合成TiB、TiC及TiB和TiC混雜增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的原位合成機(jī)制，并以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出了一種新型鈦基復(fù)合材料加工工藝。利用該工藝鈦合金生產(chǎn)廠家可以在不改變?cè)O(shè)備和工藝的條件下，低成本高效制備高性能的鈦基復(fù)合材料。而采用該原位合成工藝制備復(fù)合材料的性能是可設(shè)計(jì)和可控制的，針對(duì)不同的應(yīng)用條件，可以設(shè)計(jì)不同成分的基體合金及不同含量、不同配比增強(qiáng)體的復(fù)合材料以滿(mǎn)足不同的需求。從合金相圖、增強(qiáng)體晶體結(jié)構(gòu)及凝固理論相結(jié)合分析了原位合成增強(qiáng)體的生長(zhǎng)機(jī)制、生長(zhǎng)形態(tài)、分布狀態(tài)以及界面微區(qū)特征。研究了鈦基復(fù)合材料的微觀組織對(duì)鈦基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律。這些研究為以后制備高性能的鈦基復(fù)合材料和拓展 鈦基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和為批量生成提供了實(shí)用途徑。近兩年來(lái)，研究成果引起了國(guó)家航空航天部門(mén)的關(guān)注，國(guó)家“十五”軍工重點(diǎn)課題和航天支撐基金、航天創(chuàng)新基金課題獲得了批準(zhǔn)。并將用于我國(guó)的先進(jìn)戰(zhàn)略導(dǎo)彈XX－2改，戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈XX－19及新一代洲際導(dǎo)彈和潛地導(dǎo)彈的構(gòu)件。鑒于該技術(shù)在國(guó)防軍工方面具有的戰(zhàn)略意義以及在民用領(lǐng)域的潛在應(yīng)用前景，與國(guó)內(nèi)大型鈦合金加工企業(yè)—寶鋼集團(tuán)五鋼有限公司開(kāi)展產(chǎn)業(yè)化研究，完成了該材料的中試過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了新型鈦基復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)。研制開(kāi)發(fā)的材料近期將在國(guó)家戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)武器、宇宙飛船等方面得到驗(yàn)證和應(yīng)用。并將逐漸推廣應(yīng)用于民用領(lǐng)域，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞非連續(xù)增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料，原位合成，生長(zhǎng)機(jī)制，凝固，晶體結(jié)構(gòu)，微觀結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能，位向關(guān)系，界面結(jié)構(gòu)

Fabrication,MicrostructureandMechanicalPropertiesofinsituSynthesizedTitaniumMatrixComposites

ATRACT

Duetoincreasingrequirementfortitaniumalloywithhighpropertiesinhightechnologyera,discontinuouslyreinforcedtitaniummatrixcompositesownthefollowingadvantages:highecificstrength,highecificmodulus,highelevatedtemperatureproperty,wearresistanceandlowfabricatingcost,sotheyhavebecometheresearchhotot.Theproceingtechnique,microstructureandmechanicalpropertieshavebeenexteivelystudied.However,themainaimisdiscontinuouslyreinforcedtitaniummatrixcompositepreparedbytraditionaltechniquesuchaspowdertechnologyandliquidmetallurgy,wheretheceramicparticlesaredirectlyincorporatedintosolidorliquidmatricesreectively.Inthispaper,paredwithtraditionaltechnique,insitutechniqueownthefollowingadvantages:thetechniqueisverysimpleandthepropertiesareexcellent,soitiseasiertofabricatetitaniummatrixcompositesintechnologyandeconomic.Theinsitusynthesisofceramicparticleavoidsthepollutionofreinforcementsandwettabilityexistingincastingtechnique,soitisvaluabletofabricatetitaniummatrixcompositeswithbetterproperties.However,therearestillquitealotofproblemstoberesolvedinordertofabricatetitaniummatrixcompositeswithhighpropertiessimplyandatlowfabricationcost.Therefore,theresearchontheseproblemsintheoryandexperimentisveryimportant.

Itiswellknownthatthekeyproblemindevelopmentandalicationofmetalmatrixcompositesiscostandproperty.Anewtechniquehasbeendesignedtoproducetitaniummatrixcomposites,inwhichitispoibletofabricatetitaniummatrixcompositeswithhighpropertiessimplyandatlowfabricationcost.TitaniummatrixcompositesreinforcedwithTiBwhisker,TiCparticleorTiBwhiskerandTiCparticle,wereproducedbycommontitaniumalloycastingtechniqueutilizingtheself-propagationhigh-temperaturesynthesisreactiobetweentitaniumandboron,graphite,B4C.Inordertodeveloptheutilizationareaoftitaniummatrixcompositesandmakebasisforproducingtitaniummatrixcompositeswithhighproperties,thefollowingworkshavebeendeveloped.

1.InsitusynthesismechanismoftitaniummatrixcompositesreinforcedwithTiB,TiCorTiBandTiCutilizingthereactiobetweentitaniumandboron,graphite,B4Chavebeeninvestigated.GifreeenergyDGandformationenthalpyDHofreactiobetweentitaniumandboron,graphite,B4Cwerecalculatedbythermodynamictheory.TheGifreeenergyDGofabovereactioisnegative,whichindicatesthattheabovereactioallcantakeplace.ItispoibletosynthesizeTiB2andTiCutilizingthereactionbetweentitaniumandB4C.However,coideringfromchemicalbalance,TiB2cannotexistintitaniummatrixalloystably.Theabovereactioreleasequitealotofheat.Moreover,theadiabatictemperatureisgreaterthanthetheoreticalcriterion,whichindicatesthatthereactioncanbesustainedbyitself,namelyself-propagationhigh-temperaturesynthesisreactioncanoccur.

2.TitaniummatrixcompositesreinforcedwithTiBwhisker,TiCparticleorTiBwhiskerandTiCpart iclehavebeenproducedbynon-coumablevacuumarcremeltingfurnaceandcoumablevacuumarcremeltingfurnace.TheresultsofX-raydiffractionshowthattheinsitusynthesizedreinforcementsareTiBandTiC.Thereinforcementsweredistributeduniformlyinmatrixalloy.Theshapesofreinforcementsareshort-fibreshape,dendriticshapeandequiaxedshapeornear-equiaxedshape.Thereinforcementwithshort-fibreshapeisTiB,thereinforcementwithdendriticshapeandequiaxedshapeornear-equiaxedshapeisTiC.Theexperimentalresultisingoodagreementwiththeoreticalresult,whichprovidesgistforcommercialproductionofinsitusynthesizedtitaniummatrixcomposites.

3.Thegrowthmechanismsofreinforcementsininsitusynthesizedtitaniummatrixcompositeshavebeeninvestigated.Thegrowthmechanismsarecloselyrelatedtosolidificationpathsandcrystalstructures.Thereinforcementsdiersefrommeltandgrowinthewayofnucleationandgrowth.FortheinsitusynthesizedTiBwhiskerandTiCparticlereinforcedtitaniummatrixcomposites,thereinforcementsundertakethefollowingthreestages:primarycrystal,binaryeutecticandternaryeutectic.Duetothedifferentcrystalstructures,TiBandTiCgrowindifferentshapes.TiBisliabletogrowalong[010]directionandformshort-fibreshapeduetoit’sB27crystalstructure.TheshapeofTiBatcrosectionispolygon,thecrystalfacesarecomposedwith(100),(101)and(10).Moreover,thereisstackingfaultinTiBandthestackingfaultislikelytoformat(100)crystalface.TiCwithNaClcrystalstructuregrowsindendritic,equiaxedornear-equiaxedshape.

4.Theeffectsofaluminumadditiononmicrostructureandmechanicalpropertiesofinsitusynthesizedtitaniummatrixcompositeshavebeeninvestigated.Theadditionofalloyingelementaluminumdoe’tchangephasesandadjustthesolidificationpath.However,thealloyingelementhindersthenucleationandgrowthofreinforcementsthatresultinmorefineTiBandTiCreinforcementsandmakeTiCreinforcementsgrowwithequiaxedparticleseasily.Aluminumnotonlystrengthethematrixalloybysolidsolutionstrengthening,butalsoimprovesthemechanicalpropertiesbyrefiningthereinforcements.

5.TheinterfacialmicrostructuresofinsitusynthesizedTiBwhiskerandTiCparticlesreinforcedtitaniummatrixcompositeshavebeenoervedbymeaoftramiionelectronicmicroscopyandhigh-resolutiontramiionelectronicmicroscopy.Theresultsshowthattheinterfacesareveryclean.Theyarebondedwell.ThereisnocoistentcrystallographicrelatiohipbetweenTiCandtitanium.However,therearefollowingcoistentcrystallographicrelatiohibetweenTiBandtitanium:,,(0002)Ti//(001)TiB,and,,(0002)Ti//(200)TiB.Moreover,itiscloselyrelatedtothecrystalstructuresofreinforcementandmatrixalloy.Theformationofabovecrystallographicrelatiohiisvaluabletodecreasetheenergyoflatticestrainbetweenreinforcementandmatrixalloy.

6.Themechanicalpropertiesofcast-titaniummatrixcompositesandhigh-temperaturetitaniummatrixcompositesafterhot-forginghavebeeninvestigated.Duetotheincorporationofinsitusynthesizedreinforcements,themechanicalpropertiesimproveobviouslycomparedwithmatrixalloy.Whenthevolumeofreinforcementsis8,theYoung’smodulusE,yieldstrengths0.2andteilestrengthare131.2GPa,1243.7MPaand1329.8MPa,reectively.Theyimprove19.3,47.4and45.5,reectively.Thestrengtheningmechanismsincludethefollowingfactors:undertakingloadofreinforcements,refinementofgrainsizeandformationofhigh-deitydislocatio.TheadditionofgraphiteformsmoreTiCparticleswithequiaxedornear-equiaxedshapethatisvaluabletoimprovethemechanicalpropertiesoftitaniummatrixcompositesatroomtemperature.ThisisrelatedtoexistingofTiBthatresultfractureofcompositesatlowlevelofaliedstrain.

7.Theultimateteilemechanicalpropertiesoftitaniummatrixcompositesatelevatedtemperaturehavebeeninvestigated.Theultimateteilestrengthsofinsitusynthesizedtitaniummatrixc ompositesat600oC,650oCand700oCare786.1MPa,657.4MPaand564.3MPa,paredwithIMI834alloy,theultimateteilestrengthat600oCimproves23.8.Astemperatureincreases,theyieldstrengthandultimatestrengthdecrease,paredwithmatrixalloy,themechanicalpropertiesathightemperatureofinsitusynthesizedtitaniummatrixcompositesimproveobviously.Theanalysisoffracturesurfacesshowthatcrackareformedduetothefractureofreinforcementsatlowtemperature,whilethecracksarelikelytonucleateattheendsofshort-fibreTiBandpropagatetomatrixalloyathightemperaturesothatcompositesfailure.Theyindicatethatundertakingloadofreinforcementsisvaluabletoimprovethemechanicalpropertiesatlowtemperature.Athightemperature,thestrengtheningeffectresultsfromtheinteractionbetweenreinforcementsanddislocatio.DislocatioareliabletoaccumulateandentangleattheendsofTiBwhiskers,paredwithequiaxedornear-equiaxedTiCparticle,thestrengtheningeffectofTiBwhiskerontitaniummatrixcompositesislowerthanthatofTiC.ThisisalsothemainreasonthattheadditionofgraphitetoformmoreTiCisvaluabletoimprovethemechanicalpropertiesathightemperature.

篇7

校企聯(lián)合培養(yǎng)依托行業(yè)發(fā)展，以培養(yǎng)應(yīng)用能力為主線(xiàn)，通過(guò)構(gòu)建適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展、以市場(chǎng)為導(dǎo)向的“零距離”實(shí)踐教學(xué)體系、與市場(chǎng)“零距離”接軌的教材體系和基于就業(yè)需求的“零距離”素質(zhì)拓展培養(yǎng)體系，培養(yǎng)接地氣的高素質(zhì)行業(yè)人才。問(wèn)世以來(lái)，不僅對(duì)各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起了積極的促進(jìn)作用，而且大大提升了學(xué)生就業(yè)的適應(yīng)性。通過(guò)借鑒國(guó)外成功模式，我國(guó)高校與企業(yè)積極探索和發(fā)展了多種校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，例如：大學(xué)科技園、校辦企業(yè)、國(guó)家產(chǎn)學(xué)研工程、“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合培養(yǎng)基地和校企聯(lián)合培養(yǎng)基地等，聯(lián)合培養(yǎng)本科人才、工程碩士、碩士研究生和博士生。

在湖南省教育廳的支持下，國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)航天科學(xué)與工程學(xué)院(簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)防科大)與株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)時(shí)代新材)合作建立了湖南省復(fù)合材料研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地，探索聯(lián)合培養(yǎng)材料科學(xué)與工程領(lǐng)域全日制碩士和博士研究生(課程學(xué)習(xí)在高校，課題研究在企業(yè)）、合辦工程碩士研究生班、合作培養(yǎng)博士后研究人員的模式和方法。筆者正是該創(chuàng)新基地培養(yǎng)的博士研究生，現(xiàn)作為教員，對(duì)校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生的探索和實(shí)踐，有些微體會(huì)。

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(wèn)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?？蒲小⑵髽I(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?xún)?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(guò)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(méi)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(wèn)題，此問(wèn)題對(duì)于材料科學(xué)與工程專(zhuān)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(méi)有，如果不是深度合作，此類(lèi)實(shí)驗(yàn)就無(wú)法完成。此外，材料學(xué)科開(kāi)展研究通常需要購(gòu)買(mǎi)大量的原材料，購(gòu)買(mǎi)原材料的資金誰(shuí)出，如果沒(méi)有明確，學(xué)生就不知所然，如果高校出，學(xué)生只能通過(guò)高校購(gòu)買(mǎi)平臺(tái)進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，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(wèn)題，是保證其論文課題順利開(kāi)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(zhuān)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(wèn)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(xiě)《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(wèn)，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(kāi)展。人、財(cái)、物的協(xié)調(diào)對(duì)于學(xué)生開(kāi)展論文工作至關(guān)重要，而且對(duì)于企方導(dǎo)師來(lái)說(shuō)，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(jué)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(zhuān)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(méi)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(kāi)發(fā)的時(shí)間還會(huì)剩多少？因此，一個(gè)開(kāi)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(méi)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)

綜上所述，校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生只有建立在產(chǎn)學(xué)研深度融合的基礎(chǔ)之上，結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)雙導(dǎo)師制給予保障，企業(yè)擁有開(kāi)展論文課題研究的創(chuàng)新平臺(tái)，才能實(shí)現(xiàn)高校一企業(yè)一研究生的共贏。

篇8

英文名稱(chēng)：Acta Materiae Compositae Sinica

主管單位：

主辦單位：北京航空航天大學(xué);中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)

出版周期：雙月刊

出版地址：北京市

語(yǔ)

種：中文

開(kāi)

本：大16開(kāi)

國(guó)際刊號(hào)：1000-3851

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：11-1801/TB

郵發(fā)代號(hào)：

發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1984

期刊收錄：

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊

聯(lián)系方式

期刊簡(jiǎn)介

《復(fù)合材料學(xué)報(bào)》為北京航空航天大學(xué)和中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)主辦的學(xué)術(shù)性科技期刊（雙月刊，200 多頁(yè)/期）。本刊主要刊載我國(guó)復(fù)合材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面具有創(chuàng)造性、高水平和具有重要意義的最新研究成果的論文?？d范圍: 纖維、織物、顆?；蚓ы氃鰪?qiáng)聚合物基、金屬基、陶瓷基等復(fù)合材料（包括：結(jié)構(gòu)、功能、生物、電子、建筑等復(fù)合材料）的制備、性能、設(shè)計(jì)等，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流及先進(jìn)復(fù)合材料的推廣應(yīng)用。