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本发明涉及一种多性能协同匹配的轻量化复合材料板簧设计方法,包括如下步骤,首先制备复合材料层合板与材料性能试验;其次对复合材料板簧总成结构进行初始设计;对板簧簧身初步铺层方案设计;对复合材料板簧总成三维建模与有限元建模,并进行复合材料板簧有限元仿真计算;采用遗传算法的铺层方案优化设计,并进行优化方案仿真验证分析;最后对复合材料板簧样件试制与性能试验。本发明可有效提高复合材料板簧的轻量化、可靠性能和减震性能。
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本实用新型公开了一种泵房检修孔复合材料盖板,包括芯材、复合材料面板、防滑层和金属拉环;所述芯材的上、下、前、后四个表面铺设纤维布,并与树脂固化形成复合材料面板基本层,芯材的左、右侧面搭接铺设纤维布,并与树脂固化形成复合材料面板搭接层,所述复合材料面板的上表面设有防滑层和金属拉环。本实用新型芯材所有表面均由复合材料铺设而成,充分利用了复合材料良好的耐疲劳性及耐腐蚀性,有效地解决了承重结构的承载力和延性,改善其受力性能,能适应泵房这种干湿循环频繁的环境。
本发明公开了一种树脂基纳米复合材料、制备方法及其深度去除水中铜‑柠檬酸的方法属于废水处理技术领域。该复合材料基体为大孔D301弱碱性离子交换树脂,孔内均匀分布纳米水合氧化锆颗粒。本发明的处理废水的步骤为:(1)过滤含Cu‑柠檬酸废水,调节滤液pH;(2)滤液通过填充有树脂基纳米复合材料的吸附塔;(3)出水铜浓度达到穿透点时停止吸附,对上述树脂基纳米复合材料进行脱附再生;(4)将复合材料清洗至中性后,对复合材料进行转型,供循环使用。本发明结合了聚合物基体的预浓缩效应与纳米水合氧化锆选择性去除水中重金属络合物的性能,有效地提高了材料对重金属络合物的吸附容量和选择性,使出水重金属浓度稳定且满足排放标准。
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本发明属于氧化铝纤维增强氧化物陶瓷基复合材料领域,涉及一种以三维编织连续氧化铝纤维增强氧化物陶瓷基复合材料及其制备方法。本发明的制备方法包括如下步骤:首先编织复合了氧化物粉体的三维编织氧化铝纤维预制体;以氧化物有机陶瓷聚合物为前驱体溶液,以先驱体浸渍热解技术反复浸渍‑固化‑热解获得致密复合材料坯体,最后经高温烧结获得高性能复合材料。本发明的基体制备采用先驱体浸渍热解法技术能够避免前驱体溶液对氧化铝纤维的腐蚀损伤,并实现基体的低温制备以避免纤维的高温损伤。本发明制得的氧化物陶瓷基复合材料具有低孔隙率、高强度、高韧性特点,满足航空航天等高技术领域对氧化物陶瓷基复合材料需求。
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本发明公开一种钛酸盐/碳复合材料及其制备方法和应用,该复合材料由钛酸盐和碳组成,具有中空的管状结构,管长与管径均为微米级尺寸;管状结构中钛酸盐和碳均匀分布,其中,碳的质量百分含量为2~10%,钛酸盐的质量百分含量为90~98%。其制备方法为:先溶剂热反应制备微米管状钛酸盐/碳复合材料前驱体;然后将该复合材料前驱体在惰性气体保护下退火处理,得到钛酸盐/碳复合材料。该钛酸盐/碳复合材料形貌规则、结构稳定,使得其导电性好,比容量高,同时管状结构有利于离子在电极中的高速穿梭,缓冲在充放电过程中电极的体积变化,循环性能好结构稳定;可用作锂/钠离子电池负极材料,在10A/g的电流密度下,锂离子电池能稳定循环长达5000圈。
本发明公开了一种活塞环用铁基非晶/MAX相复合材料及其制备方法和应用,所述材料包括88‑92 wt%的铁基非晶和8‑12 wt%的MAX相;所述铁基非晶包含如下重量百分比的成分:26wt%Cr、5wt%B、3wt%Si、3wt%Nb、5wt%Ni、10wt%Mo,余量为Fe;所述MAX相优选Ti3SiC2。首先将制备铁基非晶的原料加入真空气雾化炉中进行熔炼、雾化并筛分粉末,然后将铁基非晶粉末与MAX相混合均匀,获得铁基非晶/MAX相复合材料。所述铁基非晶/MAX相复合材料在制备活塞环用涂料中的应用,采用超音速火焰喷涂技术制备得到良好耐磨损性能和减磨效果的防护涂层。本发明可获得与基体结合强度好、硬度高、耐磨性能优异的复合涂层,应用前景广阔。
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一种阻抗匹配的碳纤维复合材料高效微波固化方法,其特征是通过在碳纤维复合材料零件的表面放置一系列微波阻抗逐渐变化的阻抗匹配层使得微波大量穿透复合材料,对其进行高效直接微波加热固化。在此基础上,本发明给出了阻抗匹配层的设计制作方法,从根本上突破了由于阻抗不匹配导致微波无法穿透至碳纤维复合材料内部进行有效加热固化的难题,大大提高了碳纤维复合材料的微波固化效率,为复合材料微波固化技术的工业应用提供了理论依据与技术支撑。
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本发明公开了一种相变微胶囊复合材料及其制备方法,该材料是一种“芯-壁”结构的微胶囊,由芯材(1)和壁材(2)组成。芯材为相变材料MgCl2·6H2O、Mg(NO3)2·2H2O和D-甘露醇中的一种或几种,壁材为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、脲醛树脂、聚丙烯腈中的一种或几种或上述高分子聚合物与石墨烯的复合材料。其中芯材(1)占微胶囊复合材料总质量的质量百分比为35%~85%,壁材(2)占微胶囊复合材料总质量的质量百分比为15%~65%。所制得的相变微胶囊复合材料的相变点在100~200℃之间,粒径为3~4μm。本发明制备的相变微胶囊复合材料包覆率好,密封性好,相变潜热高,原料成本较低,制备工艺简单。
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本发明一种应用木质纤维制备木塑复合材料的方法,具体为:1)将干物质木质纤维,调节碳氮比和含水率为60-70%,再加入生物处理剂,发酵5-15d后风干至含水率为12-14%;2)加入偶联剂和抗氧化剂,混合均匀;3)加入塑料,混合均匀;4)挤出造粒;本发明利用剑麻渣、甘蔗渣、稻壳、秸秆和竹木剩余物等天然木质纤维,通过添加生物处理剂,在适宜的碳氮比和含水率下进行发酵处理,利用微生物作用分解木质纤维的大分子,降低纤维分子间作用力,提高材料熔融指数、流动性、疏水性和拉伸强度,依本方法获得的木塑复合材料可加工成各种性状的木塑复合材料制品,且整个生产过程低耗能,绿色环保。
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本发明公开了一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构,包括上、下两层钢板蒙皮和中间的一层复合材料芯材,钢板蒙皮和复合材料芯材之间通过结构胶粘结以及通过螺栓连接;多个所述夹层结构之间通过凹凸接头相连,或者通过两个凹头连接,两个凹头中间增设一个方形钢管;所述的复合材料芯材采用拉挤型材或夹芯结构,拉挤型材是分离式或几个相连形成的整体式。本发明减少了焊缝,复合材料作为内部材料,由钢板保护住,不存在紫外老化和防火及毒气问题,表面钢板也易于维护;可以应用于船舶领域,刚度大、强度高、耐磨性好,复合材料作为夹芯材料,受力较小;也可以应用于钢箱梁中替代正交异性钢板,刚度大,负弯矩区少,受力更合理。
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一种复合材料微波无损检测、快速修复与实时监测的方法和装置,所述的方法是首先通过微波无损检测复合材料损伤区域,再基于微波加热固化待修复区域,在固化同时监测复合材料的固化状态,实时调整修复工艺。所述的装置采用的微波发生源既可对复合材料进行微波无损检测,又可对复合材料进行微波快速修复和固化监测。本发明能将微波无损检测、快速修复与固化监测同步进行,明显提高了复合材料修复速度和修复质量,降低了修复成本。
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本发明公开了一种采用螺旋开槽夹的预应力纤维增强复合材料索锚固装置,包括锚块、设置在锚块的开孔中的复合材料索锚固夹片和设置在复合材料索锚固夹片中的复合材料索,复合材料索锚固夹片为整体结构且两端均超出锚块的开孔长度,在复合材料索锚固夹片的本体纵向上设置有n个螺旋开槽。本发明锚固装置应用于FRP索的锚固,采用夹片夹持的同时将传统锚具夹片的直线槽设计变为曲线槽,弹性槽从夹片顶部开始,至底部时在横截面投影上转过90度,具有可重复使用、锚固效率高等优点。
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本发明公开了一种内生金属间化合物金属玻璃复合材料及其制备方法。其合金成分原子百分比表达式为:ZraTibCucNidBee,其中30≤a≤39,10≤b≤12,6≤c≤9,4≤d≤8,32≤e≤50,a+b+c+d+e=100。制备上述的内生金属间化合物金属玻璃复合材料方法,包括以下步骤:选取块体金属玻璃合金体系,根据相选择原理,调整合金成分,使其在凝固过程中能够先析出金属间化合物相;采用电弧熔炼的方法,把第一步得到的合金成分熔炼成母合金;母合金重新熔化,采用重力铸造或铜模吸铸成型材;将型材放入处理好的坩埚中,采用感应熔炼至熔融状态,保温后快速顺序凝固,获得金属间化合物第二相均匀分布于金属玻璃基体上的铸态内生复合材料。本发明在保持块体金属玻璃高强度、高硬度的同时,可以大幅度提高其室温塑性。
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本发明属于混凝土结构加固用复合材料的制备领域,本发明提出了一种原位聚合ABS改性尼龙复合材料的制备方法,步骤为:按50%~85%体积率,将碳纤维铺设在模具中并预热,温度为140℃~180℃,时将预热到90℃~120℃的丁腈橡胶HTBN、ABS树脂、氢氧化钠、主抗氧剂、辅助抗氧剂和己内酰胺按质量百分比为丁腈橡胶∶ABS树脂∶氢氧化钠∶主抗氧剂∶辅助抗氧剂∶己内酰胺=5%~15%∶5%~20%∶0.1%~0.2%∶0.1%~0.5%∶0.1%~0.5%∶100%混合后注入模具中,反应压力为1个大气压,其中丁腈橡胶的数均分子量为4000~4400,控制整个体系黏度0.02~1PA.S,原位聚合反应30MIN后制备得到原位聚合ABS改性尼龙复合材料的片材。
本发明预测了在高温应力氧化环境下单向陶瓷基复合材料的应力应变曲线,基于离散单元的思想建立了复合材料的应力应变曲线预测模型,考虑了在氧化过程中应力对基体裂纹数的影响,使用了单元参数来表征各个单元在拉伸时的损伤情况,根据氧化后热解碳界面和C纤维的剩余力学性能,引入了复合材料氧化损伤系数,通过施加微小应变来计算各单元对应应力,从而得到在高温应力氧化一定时间后复合材料的应力应变曲线。本发明提出的预测模型充分考虑了热解碳界面和C纤维随氧化时间、温度的退化规律,并引入了复合材料氧化损伤系数来表征各组分氧化后强度变化,能够精确的预测出单向陶瓷基复合材料在高温应力氧化后的应力应变曲线,节约了大量的实验成本。
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本发明公开了一种配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙,该剪力墙配筋包含纤维增强复合材料网格筋和普通钢筋;纤维增强复合材料网格筋根据剪力墙抗剪性能要求,按照设计间距水平布置,以其特有的网格形状实现对传统钢筋混凝土剪力墙的水平分布筋、箍筋及拉结筋的统一替代;普通钢筋紧靠纤维增强复合材料网格筋的网格节点沿墙身竖向布置,与节点进行有效连接,形成内部增强骨架;本发明利用纤维增强复合材料以一体化网格的形式实现对沿剪力墙竖向布置普通钢筋的侧向支撑和约束,网格筋特有的构造形式同时也可简化剪力墙的施工工序;本发明利用纤维增强复合材料网格筋的高强特性和耐腐蚀性提高混凝土剪力墙的抗剪性能和构件的耐久性。
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本发明提供的一种高承载、高疲劳性能的复合材料管多级齿连接装置,包括外金属管、内金属管、过渡金属管;所述外金属管、复合材料管、内金属管自外而内依次设置;所述外金属管、内金属管与复合材料管之间通过齿咬合传力和/或由预紧力产生的摩擦力传力;其中,所述外金属管与复合材料管之间设有互相咬合的齿,和或/内金属管与复合材料管之间设有互相咬合的齿;其中,预紧力通过外金属管被挤压使金属外金属套筒产生变形施加和/或内金属管挤压复合材料管产生变形施加。该连接头结构简单、成本低廉、使用方便,通过齿连接和预紧力连接配合,承载力高、抗疲劳性能差强。
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本发明公开了一种橡胶-高延性水泥基复合材料,包括以下组成成分:水泥、粉煤灰、水、减水剂和橡胶添加剂,其中橡胶添加剂为橡胶粉或橡胶粉和石英砂的混合物。按照一定的配比和顺序进行搅拌制得本发明的材料,因加入了橡胶粉,增大高延性水泥基复合材料的变形能力。此外,由于本发明利用了大量的粉煤灰、橡胶粉作为原材料,消耗了现有的不利于环保的工业废渣与废旧橡胶,同时减少了石英砂的用量,有利于减少碳排放,使得高延性水泥基复合材料材料更加绿色。本发明的橡胶-高延性水泥基复合材料的研发可以大大改善传统高延性水泥基复合材料的性能,从而便于高延性水泥基复合材料材料在我国工程领域的应用推广。
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本发明涉及一种氧化石墨片层/聚苯胺复合材料及其制备方法。该复合材料由以下步骤制备而得:将氧化石墨加到分散剂中超声分散,形成均匀分散的单片层氧化石墨混合液;室温下,向第一步所得混合液中滴加苯胺,继续超声分散形成混合液;将氧化剂加入掺杂酸中得到的溶液逐滴加入第二步所得混合液中,搅拌聚合;将第三步得到的混合液离心、洗涤、真空烘干得到氧化石墨片层/聚苯胺复合材料。本发明充分利用氧化石墨大的比表面积,和表面氧基基团形成结合位点,通过氧化石墨单片层上的羧酸基团的化学掺杂作用,与聚苯胺骨架有机地结合在一起,形成氧化石墨/聚苯胺复合物;制备该产品的操作过程简便,其生产周期短,产率高,对设备要求不高。
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本实用新型提供的一种固定效果好的复合材料筋的锚固装置,包括左锚具、右锚具、连接管、复合材料筋、限位螺母;所述左锚具、右锚具分别包括锚定部和限位部,锚定部)中部设有复合材料筋槽,所述复合材料筋槽内设有环状螺纹齿;所述复合材料筋与复合材料筋槽的接触面上设有与复合材料筋槽内的环状螺纹齿配合的齿;所述限位部为两片对称设置的弹性限位弧,所述弹性限位弧外壁上设有与限位螺母相配合的螺纹,所述限位螺母内径自外向内递减;所述复合材料筋依次穿过左锚具、连接管、右锚具;所述连接管内壁设有防滑层。本实用新型提供的锚具结构简单,使用方便,成本低廉,承载力高,连接效率高。
本发明属于纤维增强陶瓷基复合材料界面属性测试技术领域,具体涉及一种通过迟滞回线宽度预测纤维增强陶瓷基复合材料界面剪应力的方法。本发明分析陶瓷基复合材料循环加载情况下界面脱粘情况,当界面部分脱粘时,采用剪滞模型分别获得加载和卸载过程中纤维轴向细观应力场,采用断裂力学方法分别获得加载和卸载过程中的界面脱粘长度及滑移长度,采用基体随机开裂模型确定不同峰值应力下的基体裂纹间距,根据纤维轴向应变与复合材料应变之间的关系,确定复合材料加载和卸载过程中的应变,根据应变计算纤维增强陶瓷复合材料的迟滞回线宽度,将理论预测的迟滞回线宽度与试验测量值进行数值迭代,获得纤维增强陶瓷基复合材料的界面剪应力。
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本发明涉及石墨烯制造和石墨烯应用技术领域,具体为一种氧化石墨烯复合材料的制备方法。所述石墨烯复合材料的制备方法,包括如下步骤:S1、将氧化石墨超声分散在超纯水中得到氧化石墨烯的分散液;S2、制备具有核壳结构的TiO2‑MoO3胶体溶液;S3、将所得的氧化石墨烯的分散液与TiO2‑MoO3核壳结构纳米颗粒胶体溶液按照充分混匀,调节PH,超声分散后获得氧化石墨烯复合材料分散液;S4、向氧化石墨烯复合材料分散液中加入还原剂,得到石墨烯复合材料分散液;S5、将所得分散液的上层液低速离心,再将低速离心后的上清液高速离心,获得石墨烯复合材料沉淀物;S6、将沉淀物冷却,并过滤,去离子水洗涤后乙醇洗,将得到的产物在真空干燥箱中干燥,制得石墨烯复合材料。
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本发明公开了复合材料技术领域的一种复合材料结构件的修理容限确定方法,通过仿真获取复合材料结构件在整个寿命周期内不同类型的损伤发生的次数;根据损伤发生的次数,仿真出损伤发生的时间,并依次生成与不同类型的损伤相应的损伤尺寸、损伤尺寸对应的损伤概率、损伤发生到损伤被检测出所经过的检查间隔的次数、损伤被检测到的时间、损伤后复合材料结构件的剩余强度;根据复合材料结构件的剩余强度和修理容限生成相应的修理方案,并计算复合材料结构件在整个寿命周期内的失效概率和维修成本,从安全性角度确定修理下限,从经济性角度确定修理上限。复合材料结构件的修理容限确定方法能对复合材料结构件的修理上限和修理下限进行准确界定。
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本发明提供了一种建筑减振用装配式铅-泡沫铝复合材料阻尼器,该阻尼器由三块泡沫铝复合材料通过铅芯棒连接在一起,从而构成一种新型的复合型耗能减振装置。本发明充分地利用了泡沫铝复合材料的三维连通的高阻尼特性和铅芯较高的初始剪切刚度和延性。泡沫铝复合材料是把粘弹性材料填充于泡沫铝中的孔洞里面,只要这种复合材料结构发生振动时,其中的粘弹性材料和泡沫铝两者的界面之间就容易产生相互错动,达到高阻尼摩擦耗能的效果。由于铅芯的初始剪切刚度比泡沫铝复合材料高,因此在小振幅振动时,只有泡沫铝复合材料在往复运动耗能;大振幅振动时,铅和泡沫铝复合材料能共同运动,一起耗能,从而达到高阻尼耗能效果。
本发明提供了一种考虑基体与纤维碎断的编织陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线的预测方法,属于复合材料疲劳迟滞回线预测技术领域。本发明提供的方法具体是分析编织陶瓷基复合材料基体以及纤维碎断过程,确定基体裂纹随机开裂过程以及纤维断裂概率和完好纤维承担应力;基于卸载与重新加载滑移机理,获得考虑基体与纤维碎断的编织陶瓷基复合材料卸载与重新加载本构关系,以此预测编织陶瓷基复合材料应力‑应变迟滞回线。本发明提供的方法考虑了基体与纤维碎断因素对疲劳迟滞回线的影响,能够准确地预测基体与纤维碎断对编织陶瓷基复合材料造成的损伤问题,提高了编织陶瓷基复合材料迟滞回线预测的准确性。
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本发明提供一种配置复合材料格栅的混凝土组合构件及其制造工艺,组合构件由复合材料格栅骨架浇筑混凝土成型,复合材料格栅骨架由复合材料格栅、多个定型箍和多个固定件组成,多个定型箍设于复合材料格栅的外围,多个固定件绑扎于定型箍的外围,复合材料格栅的搭接处通过尼龙绑带或金属钢丝绑扎;制备工艺包括以下步骤:准备复合材料格栅和定型箍以及固定件;复合材料格栅骨架制备:浇筑成型得到组合构件。本发明的组合构件受力性能优异,相比于素混凝土和钢筋混凝土,组合构件抗弯强度、抗弯韧性指数、抗压承载能力有了较大提升。同时施工方便,免去了钢筋绑扎等工序,复合材料格栅片材整张直接卷曲放入定型箍内即可,灵活组成各种内部结构。
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本发明公开了一种引入分层损伤的复合材料弯曲失效模拟方法,包括:建立复合材料弯曲几何模型,根据实际铺层厚度对几何体划分铺层;建立内聚力模型,选择内聚力模型的本构关系,设置相关内聚力模型参数,设置复合材料铺层单元和夹具的材料参数;对几何模型进行网格划分,对铺层间设置内聚力接触,建立有限元模型;根据复合材料结构的弯曲受载形式,确定边界条件和施加载荷;对有限元模型进行计算,获取计算结果:计算弯曲强度,提取载荷‑位移曲线,获得复合材料的分层裂纹扩展过程。本发明能够对复合材料结构的弯曲失效模式进行有效的分析和预测,保障结构安全性。
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本发明公开了一种形貌可控的铂钯/二硫化钼纳米复合材料的制备方法。在合成过程中,改变铂钯前驱体的比例,一步法合成得到了不同形貌的双金属功能化二硫化钼纳米复合材料,在改变比例Pd:Pt=10:1、1:1、1:5时合成得到了球形、凹面立方块和花状的铂钯双金属纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料,三者作为催化剂均对甲醇的催化氧化有催化活性,并且对比了三种催化剂对甲醇催化氧化的活性。本发明得到的一种形貌可控的铂钯/二硫化钼纳米复合材料采用简单、高效的一步法合成成功制备出了形貌可控,尺寸可控,组分可控的铂钯双金属纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料,该复合材料可作为催化剂应用于甲醇的催化氧化。
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本发明公开了一种抗凝冰复合材料及制备方法,该复合材料包括融雪盐材料、改性明胶及憎水改性剂材料,其中改性明胶是采用乳化SBS改性沥青对明胶进行改性获得。制备方法为将改性明胶加热喷洒于搅拌的融雪盐材料上后,并继续喷洒憎水改性剂材料,烘干制得该抗凝冰复合材料。本发明抗凝冰复合材料由于膜结构的改变使得包裹的融雪盐材料在非使用季节不析出,提高了抗凝冰复合材料的使用效率。将抗凝冰复合材料掺在含砂雾封层而非传统沥青中使得融雪盐材料析出更容易,同时也避免了对沥青混合料性能的不利影响。
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