本发明一种聚吡咯/二维碳化钛/海藻酸钠气凝胶复合材料及其制备方法和应用,属于材料合成技术领域。本发明采用一锅法制备聚吡咯/二维碳化钛/海藻酸钠/碳酸钙水凝胶复合材料,进行冷冻干燥后,采用盐酸将聚吡咯/二维碳化钛/海藻酸钠/碳酸钙水凝胶复合材料的表面碳酸钙颗粒刻蚀完全,得到具有三维多孔结构的聚吡咯/二维碳化钛/海藻酸钠气凝胶复合材料。本发明提出的聚吡咯/二维碳化钛/海藻酸钠气凝胶复合材料的制备方法简单易行,该复合材料用于超级电容器电极时,具有较高的比电容和较好的循环稳定性。
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本发明属于纤维复合材料的制备技术领域,具体涉及一种芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料及其制备方法。本发明提供了一种芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料的制备方法,包括以下步骤:将芳纶基环氧树脂、非芳纶基环氧树脂、稀释剂和胺类固化剂混合,得到改性环氧树脂体系;将所述改性环氧树脂体系涂覆于芳纶纤维产品,得到预浸料;将所述预浸料叠层后,进行真空辅助成型,得到所述芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料。本发明提供的制备方法可以实现环氧树脂复合材料的常温固化,同时制备得到的复合材料具有较高的界面结合力。
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本发明属铝基复合材料技术领域,具体涉及一种原位Al2O3颗粒增强铝基复合材料的制备方法。其包括以下步骤:第一步,将铝粉和纳米氧化锌混合球磨;第二步,将球磨后的混合粉末在半固态搅拌下加入到铝镁合金熔体中,保温后浇铸;第三步,每次取部分二步制备的样品熔化,施加循环冲击作用;保温后浇铸得到原位Al2O3颗粒增强铝基复合材料,剩余材料重此步骤,直至全部材料冲击完成。第四步,将分散完成的复合材料重熔,并调整基体合金成分静置扒渣后浇铸至预热的铜模中。该方法可有效的解决复合材料制备过程中增强体颗粒团聚的问题,制备的复合材料颗粒分散均匀,增强颗粒与基体界面干净,性能优异。
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本发明公开了一种碳纤维复合材料轴向压缩性能测试方法与本构模型:首先,采用MTS万能试验机对碳纤维复合材料试件进行轴向的准静态压缩,得到低应变率压缩性能;然后,通过SHPB实验装置对碳纤维复合材料试件进行轴向的动态压缩实验,得到高应变率压缩性能;接着,采用复合材料混合定律验证准静态实验的合理性,采用波形变化关系验证动态压缩实验的准确性,提出联合型屈曲强度计算公式;最后,引入应变率项对实验结果进行拟合,得到碳纤维复合材料轴向压缩的应力应变本构模型。本发明得到的本构模型能较为准确地描述碳纤维复合材料轴向压缩的力学性能,且能为数值仿真和其他类似材料的轴向压缩性能测试提供参考。
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本发明公开了一种高强度玻璃纤维复合材料及其制备方法,所述复合材料各组分原料包括:以重量计,玻璃纤维10‑15份、纺丝纤维10‑15份、添加料5‑8份、正硅酸乙酯20‑25份、乙醇20‑30份;所述玻璃纤维各组分原料包括:以重量计,二氧化硅60‑65份、三氧化二铝20‑25份、氧化钙10‑15份、氧化镁8‑12份、氧化锌2‑5份、二氧化铈1‑1.5份。本发明工艺设计合理,组分配比简单,利用二氧化硅、氧化石墨烯等组分,制备得到具有优异隔热性能的玻璃纤维复合材料,该复合材料具有优异的力学性能,同时其中含有纺丝纤维、添加料等组分,能够在高温环境下对复合材料进行蓄热调温,极大程度的提高了复合材料的热稳定性,可应用于多个领域,具有较高的实用性。
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本发明涉及了层间增韧复合材料层合板的仿真方法,涉及复合材料断裂研究领域,该方法包括以下步骤:依据层间增韧复合材料层合板的尺寸参数,使用有限元软件ABAQUS建立层合板仿真计算模型;在层合板计算模型中加入增韧模型;根据层合板材料各组份的力学性能表征,在软件中分别设置材料各项属性;对层间增韧复合材料层合板有限元仿真模型进行计算分析,提取加载点的载荷位移曲线。本发明可以有效的预测层间增韧复合材料层合板的分层损伤行为,为复合材料构件的设计、分析及验证提供了依据。
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本发明公开了一种三维网络状分布的石墨烯增强钛基复合材料及其制备方法和应用,该复合材料主要是由钛或钛合金作为钛基体,石墨烯作为增强相,在复合材料的微观结构中,石墨烯均匀分布在钛基体颗粒周围形成三维网络状结构,即类似于钛基体颗粒填充于石墨烯三维网络状结构的网格中并且完全致密,所形成的石墨烯增强钛基复合材料。本发明采用交联反应的方法使石墨烯在钛基体颗粒表面良好包覆,克服了常规的球磨方法容易引入杂质与难以实现石墨烯均匀包覆的难题,经烧结成型得到三维网络状分布的石墨烯增强钛基复合材料块体。本发明的复合材料具有高强度和高塑形,具有优异的综合力学性能,可以应用于航空航天、船舶舰艇等等国防军工领域。
本发明属于纳米复合材料技术领域,涉及一种钛酸锌/还原氧化石墨烯纳米复合材料的制备方法,首先以溶剂热法制得钛酸锌微米花,然后配制钛酸锌微米花悬浮液A、石墨烯溶液B;将悬浮液A与溶液B混合均匀后得悬浮液C;冷冻干燥,得到钛酸锌/氧化石墨烯纳米复合材料,在5% H2/Ar混合气氛中200~400℃煅烧0.5~2 h,即得。本发明将预锂化的钛酸锌/还原氧化石墨烯作为锂离子混合超级电容器的负极活性物质,合成方法简单,反应前后无污染并且成本较低。石墨烯良好的导电性能可以提高电子的传输效率。应用于锂离子电容器,输出电压可达到4.5 V,较大幅度地提高锂离子电容器的能量密度,兼具锂离子电池的高能量密度特性和双电层电容器的高功率密度特性。
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本发明属于复合材料技术领域,具体涉及一种基于非连续纤维结构的高性能碳纤维复合材料。所述复合材料选用的碳纤维预浸料通过机械切割得到非连续纤维结构,切割时的切口方向与纤维方向之间的夹角为α,5°<α<25°。本发明通过调整非连续纤维的切口结构,相对于传统切口结构,提高了基于非连续纤维结构的碳纤维复合材料的拉伸强度、拉伸模量和吸能性能,同时,所述基于非连续纤维结构的碳纤维复合材料仍具有良好的伪延展性和复杂几何结构的成形性。所述复合材料的制备方法操作简单,便于工业生产。
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本发明涉及无机材料领域,公开了一种炭材料3D增韧碳化硅复合材料及其制备方法和应用,该炭材料3D增韧碳化硅复合材料,包含微米尺寸的炭材料0.01~10wt%、纳米尺寸的炭材料0.01~10wt%和碳化硅80~99 wt%;通过将微米尺寸的炭材料和纳米尺寸的炭材料介入碳化硅中构成微米‑纳米尺寸的炭材料3D增韧结构制得。与现有技术相比,本发明只需要使用很少量的炭材料既可以使得碳化硅的增韧效果得到明显改善,炭材料与碳化硅界面结合性好,形成的碳化硅复合材料性能稳定,由其制成的碳化硅复合陶瓷弯曲强度高。
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本发明公开了一种应力水蒸气环境下单向陶瓷基复合材料内部氧化形貌预测方法,包括以下步骤:确定单向陶瓷基复合材料基体裂纹数;确定裂纹宽度变化规律;计算水蒸气在CO和H2混合气体中的扩散系数;测出实际氧化反应中生成CO和H2的具体比值;确定陶瓷基复合材料内部氧化形貌:求得水蒸气浓度场,确定陶瓷基复合材料在任意时间下的内部氧化形貌。本发明预测了在应力水蒸气环境下陶瓷基复合材料的内部氧化形貌,准确地得到材料在应力氧化后内部裂纹壁的氧化、水蒸气进入到裂纹底部后对纤维、界面和基体的氧化形貌,为之后计算应力水氧耦合环境下单向陶瓷基复合材料的氧化问题提供了理论支持和试验依据。
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本发明公开了一种PE/PS/SEBS‑g‑MAH复合材料,所述复合材料所含原料及各原料的重量份数为:PE 30‑80份,PS 20‑70份,SEBS‑g‑MAH 1‑15份,石墨烯0.1‑0.9份。本发明复合材料具有优异的性能,还可采用超临界CO2进行釜式发泡,制成发泡材料,应用于包装材料、汽车材料等领域。
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本发明公开了一种纳米洋葱碳增强钛基复合材料及其制备方法,该复合材料主要由纳米洋葱碳和基体钛所组成,其中所述纳米洋葱碳作为增强相,均匀分布在金属钛的基体中起到弥散强化的作用;本发明还公开了所述纳米洋葱碳增强钛基复合材料的制备方法,针对现有技术中存在的缺陷,本发明以纳米金刚石为原料合成纳米洋葱碳,并将其添加到钛基体中获得均匀分布,烧结成型得到致密的钛基复合材料,利用此方法制备的钛基复合材料中纳米洋葱碳分布均匀,杂质含量少且在基体中能保持完整形态,使此复合材料具有优异的综合力学性能。
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本发明提供了一种提高NiWCr铁基复合材料摩擦磨损性能的方法,步骤如下:步骤1、将NiWCr合金粉、Cu粉、MoS2、石墨粉和Fe粉按比例进行称量,然后以250r/min转速进行12h的球磨混料,以60Mpa压制成型,再经过1100℃×1h的烧结;步骤2、将烧结后的复合材料加热到950℃,保温1小时,油淬到室温,再进行深冷处理,然后升温到室温,再进行低温回火,保温2小时。本发明一种提高NiWCr铁基复合材料摩擦磨损性能的深冷处理方法,相比传统的添加陶瓷颗粒,稀土元素的方法,具有成本低,污染小,可操作性强,非常适合大范围工业实际应用。
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本发明涉及一种挤压浸渗制备金刚石-Al复合材料的方法,具体步骤:首先,将金刚石颗粒填入模具,保持模具竖直并振实,使金刚石颗粒自由堆积;其次,将模具加热到一定温度并保温,旋紧上盖,使金刚石颗粒在受压状态下保持紧密堆积状态;然后,通过加压将铝液渗入金刚石颗粒间隙,同时向模具上盖处喷雾冷却,使铝基体顺序凝固制得金刚石-Al复合材料;最后,通过热处理改善金刚石-Al界面结合。所用金刚石粒径为125-250μm,表面不镀膜,基体为铝硅合金。本发明无需真空或气氛保护系统;特制模具在整个制备流程中提供压应力,保证金刚石颗粒紧密接触;顺序凝固使铝基体致密;后期热处理能改善金刚石-Al界面结合。复合材料热导率优异,适合工业化生产。
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本发明属于水处理材料领域,涉及一种去除印染废水中品红的白垩粉复合材料的制备方法。本发明提出的制备方法是将改性白垩粉、改性膨润土复合到氨化水草叶的孔道中,具体工艺包括水草叶洗净、氨化、白垩粉改性、膨润土改性以及复合材料制备等。本发明制备的复合材料具有以下优点:(1)用淀粉将白垩粉及膨润土固定至水草叶中,既能发挥水草叶密度轻、比表面积大的特性,又能利用白垩粉及膨润土对品红吸附能力强的优点;(2)与白垩粉及膨润土粉体相比,复合材料避免了白垩粉及膨润土粉体团聚结块、品红吸附力降低的问题,又能避免吸附品红染料的白垩粉及膨润土难以回收,引发二次污染的问题;(3)与水草叶相比,复合材料大幅度的提高了品红染料的饱和吸附量,又能避免水处理过程中水流不畅的问题。复合材料可用于印染废水处理,市场前景广阔。
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本发明公开了一种陶粒填充树脂矿物复合材料及其制备方法,由以下重量份比的原料混合后固化而成:花岗岩骨料60-85份,合成树脂2-15份,稀释剂0.2-1份,增韧剂0.2-1份,固化剂0.5-5份,陶粒1-20份,石英尾砂1-20份;所述陶粒为体积密度≤1.8g/cm3,粒径在0.5-3mm之间的高强度陶瓷颗粒;所述石英尾砂为体积密度≤1.6g/cm3,粒径在0.05-0.3mm之间的石英尾砂。本发明利用陶粒内部的细密蜂窝状微孔提高复合材料的阻尼和减震性能;采用颗粒细小的石英尾砂作为矿物增稠剂,避免骨料的沉降分离现象;本发明所得的陶粒填充树脂矿物复合材料的密度2.2-2.3g/m3,阻尼比0.75-0.8%,抗压强度达到125-130MPa,抗折强度达到50-55MPa,尺寸稳定性好,更加满足精密机床对床身材料性能的要求。
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一种带有预应力筋的木塑复合材料型材制造方法,使用由一台木塑复合材料挤出机挤出木塑复合材料,一台带有特殊干燥装置的塑料挤出机干燥并挤出有高强度、熔融时粘度大、冷却时有大收缩率的回收利用的PET废塑料,一套挤出模具,将两种材料同时挤入一套模具成型,利用在加工型材冷却过程回收利用的PET废塑料比木塑复合材料收缩率大的原理形成预应力筋,使得型材成形后,该预应力筋具有类似混凝土中预应力钢筋的效能,大幅度增加了木塑复合材料的结构效能,可以单独作为结构材料使用,节省原料和施工成本,回收利用的方式方法与普通木塑复合材料相同,还可在不需要单独配置干燥工序的条件下,对回收利用的PET废塑料直接利用。
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本发明涉及一种柔性电子传感器复合材料的制备方法,首先通过微流控纺丝形成三层复合纤维丝,然后将温度为85~110℃的聚乙烯熔体涂覆在三层复合纤维丝的表面,待聚乙烯熔体温度降至50~60℃时,采用双针头对喷的方式将静电纺丝形成的纳米纤维喷射在涂覆有聚乙烯熔体的三层复合纤维丝上,形成含纳米纤维的多层复合材料,最后将MXene导电油墨喷涂在含纳米纤维的多层复合材料上,制得柔性电子传感器复合材料。本发明通过微流控、静电纺、喷涂形成多层复合结构,通过层间的相互配合,最终制得的柔性电子传感器复合材料具有良好的导电性,减少了电极短路风险,具有一定的可拉伸性,高灵敏度和稳定性。
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本发明公开了一种尼龙/钛酸纳米片复合材料,它是将尼龙和钛酸纳米片粉末按照重量比1000:1~1000:10混合均匀后,在双螺杆挤出机中挤出得到的尼龙/钛酸纳米片复合材料;其中,所述的钛酸纳米片粉末是以钛酸钾晶须为原料,经水合、酸洗工艺制备得到的。本发明采用双螺杆挤出机熔融共混挤出尼龙/钛酸纳米片复合材料,使纳米片在尼龙中均匀分散,从而制备出高性能纳米复合材料。本发明操作简单,不需使用有机胺插层剂,生产成本低,且复合材料性能优异。
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本发明提供了一种高耐磨性和高导热性复合材料及其制备方法和用途,所述复合材料包括二硫化钼/还原性氧化石墨烯三维复合材料和PEEK;所述复合材料将二硫化钼/还原性氧化石墨烯三维复合材料作为高导热填料,不仅能在PEEK基体中形成导热网络,从而达到改善PEEK导热性能的目的,还能提高PEEK的耐磨性;所述制备方法工艺流程简单,具有良好的工业化应用前景。
本发明属于纳米复合材料技术领域,具体涉及一种钒酸铋表面修饰钴酸镍尖晶石的复合材料及其制备和应用,所述钒酸铋表面修饰钴酸镍尖晶石的复合材料的制备方法,包括以下步骤,S1:将硝酸铋和偏钒酸铵加入酸性溶液中,调节pH值至0.25~2,加热反应制得十面体钒酸铋;S2:将S1所得十面体钒酸铋分散于溶剂中,加入钴酸镍前驱体,加热反应,将所得产物离心干燥后煅烧。本发明钒酸铋表面修饰钴酸镍尖晶石的复合材料是一种结构可控、对可见光吸收效率高、性能优异、稳定性好的新型复合材料,对光催化水氧化具有极好的性能;其制备方法所用的原材料成本低廉,易得到,实验操作简便,整个过程中没有用到昂贵的设备,利于工业化生产。
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本发明涉及导电复合材料技术领域,尤其涉及一种导电高分子复合材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种导电高分子复合材料的制备方法,包括以下步骤:将导电高分子聚合物单体在纤维素纤维表面进行原位接枝聚合,得到二维有机导电纤维;将所述二维有机导电纤维、无机导电填料和高分子树脂混合后,成型,得到所述导电高分子复合材料。本发明所述的制备方法为不同高分子基体提供了一种新的适合熔融加工、溶液加工的杂化导电网络填充体系,适合于低含量导电填料、高导电性能和力学性能的导电复合材料的开发,普适性较强,适合大规模推广应用。
本发明公开了一种可激光标记的有机‑无机复合材料的制备方法与应用,属于高分子聚乙烯复合材料及激光标记的领域。首先通过在无机颗粒表面化学接枝引发苯乙烯单体聚合的方法,用聚苯乙烯包裹三氧化二锑制备改性激光标记添加剂,添加到高密度聚乙烯中,采用熔融共混的方法制备聚乙烯复合材料。通过激光标记对比及各项测试对比选择合适的配方,制备得激光标记性能优异的高密度聚乙烯标记材料。利用激光打标机对高密度聚乙烯复合材料进行表面激光辐射处理产生黑色标记图案,有效的降低了成本,实现了高密度聚乙烯复合材料的连续、环保、高效大规模的标记。
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本发明公开了一种导热绝缘高分子复合材料的制备方法,包括以线性低密度聚乙烯为基体材料,两种不同粒径的碳化硅(SiC)和氧化铝无机粒子为导热填料,采用粉末混合法和热压成型法制备出性能优良的导热绝缘复合材料,混合填料可以明显提高材料的导热率。该导热绝缘高分子复合材料的制备方法因其复合材料的导热率随填料含量的增加而增大,但体积和表电阻率却随填料含量增加有微量下降,介电常数和介电损耗也有所增大,当SiC和Al203的含量均为50wt.%时,复合材料的热导率由0.45W/m‑k分别提高到1.22W/m·k,0.88W/m·k。
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一种离心法玻璃纤维‑橡胶复合材料,其特征在于所述的离心法玻璃纤维‑橡胶复合材料由玻璃纤维、橡胶和添加剂组成,所述的复合材料通过离心法制备,在制备过程中通过对玻璃纤维喷洒液体橡胶然后经固化成型形成玻璃纤维‑橡胶复合材料,所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维,平均纤维直径为2.8‑5.5μm,长径比为15‑90,所述橡胶为天然橡胶与丁苯橡胶混合物。本发明通过将橡胶液体喷洒在玻璃纤维表面使得玻璃纤维能够被橡胶均匀裹覆,最终得到均匀分散的玻璃纤维‑橡胶复合材料。本发明所具有的有益效果是:产品具有强度高、耐腐蚀性能优异、阻燃性能优异等优点;
橡胶液直接在玻璃纤维甩出过程喷洒复合,使得橡胶与纤维能够均匀复合;③制备方法简单,节约资源,可降低成本。
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本发明公开了一种铜纳米颗粒/黑磷纳米片复合材料及其制备方法与应用,该复合材料包括载体黑磷纳米片及负载在该载体上的铜纳米颗粒;制法为先将黑磷和氢氧化钠分散于有机溶剂中,制得混合液,将该混合液置于超临界反应釜中,在40~70℃、15~20MPa条件下反应3~4h,制得黑磷纳米片,随后将该黑磷纳米片与铜相溶液混合后,在50~60℃条件下反应10~120min,制得复合材料。该复合材料应用于电化学催化还原二氧化碳。本发明的显著优点为:该复合材料比表面积大,铜纳米颗粒的负载量大,结晶性能及催化性能优;制法简单、成本低、环境友好;同时应用于电化学催化还原CO2,催化活性高、稳定性强、具有较低的外加电压。
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本发明公开了一种碳纳米管纤维复合材料及其制备方法。所述制备方法包括:提供一维的碳纳米管纤维;采用层层缠绕、堆叠等方法,并添加增强体,使碳纳米管纤维层层堆叠排列,形成具有层状复合结构的碳纳米管纤维复合材料预浸体;以及,对碳纳米管纤维复合材料预浸体进行成型处理,从而获得碳纳米管纤维复合材料。本发明通过对采用的碳纳米管纤维之间各排列参数之间的调控,对层间排列方式进行调控,实现碳纳米管纤维在多个层间的穿插,所得的碳纳米管纤维复合材料具有层间作用强、便于成型、便于进行尺寸设计、制备效率高等优点,既能发挥碳纳米管纤维的力学性能优势,同时也可以保持其电学和热学性能。
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本发明公开了一种低VOC玻纤增强聚丙烯缓燃复合材料及应用。包括如下重量份数的组分:聚丙烯35‑75份、空心玻璃微珠4.5‑6份、玻璃纤维15‑45份、滑石粉0‑4份、抗氧化剂0.2‑0.5份、抗紫外助剂0.3‑0.5份、相容剂1‑3份、高效缓燃剂1‑2份,VOC抑制剂3‑4份。本发明的复合材料无需借助外部紫外光源或者设备即可高效、节能、环保地催化降解车内VOC;同时添加了表面涂覆相容剂的空心玻璃微珠,在不降低复合材料强度的前提下,与玻纤增强PP相容性好,可有效降低密度,少量高效缓燃剂的添加使得复合材料阻燃性能提高,该低VOC玻纤增强聚丙烯缓燃复合材料可在汽车、家电中应用。
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本发明公开了一种高体积分数颗粒增强铝基复合材料及其制备方法,包含以下各组分,其质量分数百分比为:二氧化硅5.9~11.3wt.%、碳化硅26.2~32.5wt.%、三氧化二铝5.2~8.9wt.%、铁1.2~3.5wt.%、钛0.2~1.2wt.%、铜1.1~3.9wt.%、氧化锡0.1~0.9wt.%、氧化镧0.2~0.8wt.%、余量为铝。本发明所述高体积分数颗粒增强铝基复合材料中的颗粒体积分数在30%以上;本发明所述复合材料具有高弹性模量和强度、良好的抗温度蠕变性能、较好的耐磨性;本发明所述复合材料能够有效避免界面剥离(脱粘)、基体破坏等,从而保证复合材料的使用寿命。
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