李贺军:C/C之梦——访科学中国人(2011)年度人物、西北工业大学材料学院院长李贺军教授

写在前面初到西北,我膜拜的是这一片堆积历史文明的皇天后土,感叹于这神奇土地上文化积淀之厚重;而今,我膜拜的还有这里的一群人,感叹于他们追求科学的献身精神。这批生活在祖国西北地区的创业者,将自己的人生默默植根在这块经济并不发达的土地上,在自然科学、人文科学和社会科学领域里不断探索和耕耘,丰赡地活出了自己生命的内涵。且让我们深情地记住他们,在时代的潮流中摒弃时尚、不图虚荣、脚踏实地、寄一腔挚情于祖国的——科学中国人。致敬,大西北的优秀儿女!     

物探冲旋钻头改进技术试验研究

本文进行了物探冲旋钻头失效分析及其相应改进技术的试验研究。研究结果表明,物探冲旋钻头的失效主要是钻头本体冲击端面出现麻点、剥落和表面下凹,花键断裂,以及钻头牙齿的磨损和断裂,主要原因是其工况条件复杂,受力状况较差,钻头本体和牙齿材料自身性能(如:硬度、耐磨性、耐冲击性等)不能满足这样复杂的工况条件等,采用钻头本体热处理工艺后,其强度、硬度和冲击韧性明显提高,有利于防止钻头冲击端面的疲劳破坏和花键侧面的塑性变形和压溃,以及提高钻头头部的耐磨性能。同时纳米复合材料在钻头牙齿中的应用,能有效改善牙齿的耐磨性和耐冲击性能,大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命。     

Pickering微乳液法合成聚苯胺/TiO_2复合纳米微球

以低温水热法制备的超细金红石型TiO2纳米粒子为乳液稳定剂和前驱物,在甲苯/水微乳液体系(Pickering微乳液)中成功地制备了聚苯胺/TiO2(PAn/TiO2)复合纳米微球.用TEM,SEM,IR,TG-DTA等技术对纳米复合材料的形貌,化学结构、相结构和热稳定性能进行了表征.结果表明,复合材料的形貌呈球状,尺寸均一,平均粒径约为46nm;由于TiO2的存在,与纯的聚苯胺相比,复合材料中聚苯胺的晶化度较低;TiO2和聚苯胺分子链之间存在着较强的相互作用力,并对复合材料的热稳定性起促进作用.     

金属基复合材料液态浸渗制备工艺

液态浸渗制备工艺是目前金属基复合材料的主要制备方法之一。通过对挤压浸渗技术、无压渗透法、真空浸渗技术、气压浸渗技术、熔模铸造浸渗技术等各种不同液态浸渗制备工艺的应用及优缺点的分析,最后认为采用液相浸渗制备工艺能够实现制备组织致密、性能良好的复合材料,是一种比较经济的复合方法。     

玻璃纤维增强复合材料嵌段共聚偶联剂的合成

以二羟基二过碘酸合铜(Ⅲ)钾为引发剂,合成出一种新型的嵌段共聚偶联剂(聚乙烯基三乙氧基硅烷-b-聚乙二醇),考察了引发剂浓度、单体浓度、反应温度对单体转化率与嵌段百分率的影响规律性,同时用红外光谱对嵌段共聚物进行了分析鉴定.采用该嵌段共聚大分子偶联剂对玻璃纤维进行表面处理,进而在玻璃纤维表面引入柔性链,可望有效改善玻璃纤维增强树脂复合体系的界面黏结性能.     

AlN/ZL101原位复合材料的正交实验研究

通过正交实验分析,利用气液反应法制备原位AlN/ZL101复合材料并确定了其最佳成分,测试了复合材料的力学性能并对该材料进行了显微金相分析和透射电子显微分析。研究结果表明:AlN/ZL101原位复合材料中原位生成增强体AlN的尺寸为30nm左右,均匀分布于共晶体内部,同基体结合良好;由于细小增强相的作用,热处理后复合材料中的共晶硅以粒状形态均匀分布于基体中。     

基于应变的复合材料Non-Fickian吸湿方程

为了研究复合材料吸湿过程中的Non-Fickian行为,建立基于应变的湿扩散方程,可以更准确地描述复合材料吸湿量随时间的变化关系。基于应变的湿扩散方程中考虑湿浓度与湿热应变间的相互耦合作用,假设应变也具有"扩散"行为,引入应变扩散系数与应变耦合项,并根据经典层压板理论计算层压板吸湿过程中产生的瞬时内应力状态。分析结果表明,基于应变的湿扩散方程所得到的吸湿量随时间变化的曲线与试验结果符合较好,层压板的湿浓度与湿热应变的相互耦合作用会影响吸湿量及湿热内应力的计算,在分析中不可忽略。受热和吸湿过程中产生的瞬态应力非均匀分布于层压板内,在复合材料结构设计时必须予以考虑。     

2D C/C-SiC 复合材料钻削加工试验研究

采用硬质合金麻花钻对二维正交编织结构碳纤维增强陶瓷基复合材料（2D C/C-SiC）进行了钻削试验研究。通过分析钻削的过程,研究了钻削加工参数对钻削轴向力、力矩以及孔加工质量的影响规律。结果表明:钻削加工参数对钻削轴向力及力矩影响很大,轴向力和力矩随着进给速度的增大逐渐增大,随着钻头转速的增加而减小。所以,采用较小的进给速度和较大的转速可以提高孔的加工质量。