面向2035年复合材料构件精确制造发展战略研究

摘要：先进复合材料具有高比强度、高比模量、可设计性好等优点，广泛应用于航空航天、轨道交通等领域的装备制造，是工业发达国家战略必争资源；保障和提升先进复合材料的供给能力，突破大型复杂复合材料构件的设计成形、加工装配、检测修复等精确制造技术，对支撑制造强国建设具有重要价值。本文总结了国内外复合材料构件精确制造技术的发展现状及趋势，从高精密数控缠绕、复合材料自动铺放、复合材料预制体成形、纤维复合材料增材制造、高性能碳纤维生产等方面梳理了复合材料构件精确制造的关键技术与装备；结合基本态势研判了制约复合材料制造技术水平提升的“卡脖子”环节，提出了我国复合材料构件制造技术与装备的发展思路与分阶段发展目标。研究建议，组织建设国家级创新机构，设立国家重大专项支持，加强学科建设和人才培养，加强国际技术交流与合作，着力推动重大科学创新和关键技术突破，为国家重大工程和装备应用提供高质量科技支撑。

复合 2024年03月22日 0 点赞 0 评论 161 浏览

碳纤维/聚合物复合材料热导率近十年研究进展

摘要：本文综述了过去十年间在提升碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料热导性能方面取得的进展。具体从聚合物复合材料的导热原理入手，重点分析了碳纤维(CFs)自身对CFRP复合材料热导率的影响，包括含量、长度、取向等。此外，综述了提升CFRP复合材料热导率的4 种方法，包括CFs 表面改性、CFs定向处理、加入导热填料及构建三维连续导热通道等策略对改善CFRP复合材料热导率的作用。最后进行了展望，将CFs同向排列并与多种形状尺寸的高热导率填料耦合构建连续的导热通道，制备低负载填料、高热导率的CFRP复合材料将成为未来的研究方向，为下一代导热材料的开发和优化提供指导。

复合 2025年06月13日 1 点赞 0 评论 22 浏览

高导热石墨烯复合材料研究进展

摘要： 电子器件、智能穿戴设备，以及处于高速发展期的新能源汽车都在朝着轻量化、高功率的方向发展，而散热问题已成为制约微电子和新能源行业发展的瓶颈性难题。石墨烯复合材料在热管理材料领域得到了广泛的关注与研究。综述了当前石墨烯导热复合材料的导热模型、三维石墨烯导热网络的构筑方法、石墨烯表面改性和石墨烯导热复合材料的制备方法。

复合 2025年06月11日 1 点赞 0 评论 20 浏览

4D打印磁响应形状记忆环氧树脂基复合材料制备与性能

摘要：以环氧树脂(EP51) 为基体，乙炔炭黑(ACB) 和镍粉(Ni) 为填料，聚醚多元醇(PPG) 为增韧剂共混制成打印墨水，利用直写3D 打印机制备ACB-Ni/EP51 复合材料。通过流变仪、直写3D 打印机对墨水的流变性能和可打印性进行表征；通过拉力实验机(UTM)、扫描电镜(SEM)、动态热机械分析仪(DMA)、差示扫描量热仪(DSC) 对材料力学性能、微观形貌、动态力学性能、差热性能和形状记忆效应进行表征，探究了填料含量对墨水和材料性能的影响。结果表明：ACB 含量达到12wt% 时，墨水具有良好的可打印性；当Ni 粉含量达到16wt% 时，打印针头堵塞造成打印不连续、不均匀。固化后生成的“海岛”增韧结构使材料拉伸强度明显提高(60 MPa 以上)。随着Ni 粉含量增加，对拉伸强度的影响由促进变为削弱。当Ni 粉含量从6wt%增加至14wt%，形状固定率(Rf) 从99.4% 降至94.2%。在300 kHz 交变磁场作用下，形状发生回复，Ni 粉含量增加使形状回复率(Rr) 和回复速率升高，Rr 从94.8% 提升至99.1%，回复时间从39 s 缩短至17 s。Ni-ACB/EP51 复合材料具有较好的形状记忆性能，在空间可展开结构、驱动器及4D 打印等方面有一定的应用前景。

复合 2025年06月05日 1 点赞 0 评论 23 浏览

典型结构功能一体化复合材料的设计与制备技术

摘要：在碳纤维增强树脂基复合材料轻量化与结构性能持续提高的前提下，同时附加其特定的功能，尤其是在不损失、甚至提升其层间断裂韧性的情况下，不仅可以弥补结构复合材料天然的缺陷，例如树脂基体的电绝缘性，也可以使其满足特定产品的要求，例如高刚度兼具一定的吸声降噪特性等。显然，对于航空航天这样的尖端应用领域，这种功能附加或结构功能一体化的复合材料技术对航空航天技术的未来发展至关重要。本文介绍了4种具有典型性的结构功能一体化复合材料的设计、制备与性能研究，分别是基于层间功能化插层和基于内织导电纬纱的导电增韧一体化复合材料及多级孔碳化棉纤维填充蜂窝/微穿孔面板的夹芯复合材料结构和编织布/无纺纤维毡复合材料片材折叠成型的结构吸声一体化复合材料。前两种材料分别通过在复合材料富树脂的层间插入导电功能化插层和在复合材料内引入贯通整个材料的导电纬纱网络实现了复合材料的导电性能与层间韧性的同步提高，而后两种材料则分别通过多级孔结构的碳化棉纤维材料填充蜂窝/微穿孔面板夹芯技术和编织布/无纺纤维毡复合材料片材的折叠技术实现了良好的吸声性能等，以展示多尺度、多层次结构设计和制备技术在结构复合材料功能化集成和结构功能一体化方面的应用。

复合 2025年06月03日 1 点赞 0 评论 25 浏览

生物基高阻氧复合材料研究进展

摘要：随着环保意识的提升以及国家“以纸代塑”政策的提出，研究者一直致力于研发更环保的材料以代替石油基材料。生物质资源由于来源广泛，是有望部分替代石油资源的主要可再生资源之一。本文综述了近几年一些具有高阻氧潜力生物基复合材料(纤维素、淀粉、半纤维素、壳聚糖、胶原) 的研究进展。介绍了生物基材料改性的两种常用方法(薄膜基体改性和薄膜表面改性)，简要总结了氧气分子渗透的理论与机制。并对目前的一些具有潜力的生物基复合材料在食品、医学、先进功能材料等领域的应用进行简要概述，对存在的问题进行简单总结，最后展望了未来生物质基材料的发展方向与趋势。

复合 2025年05月30日 1 点赞 0 评论 27 浏览

聚合物基吸波导热复合材料的研究进展

摘要：针对5G或6G通信设备、超级计算机、无线能量传输装置、AI智能、量子储存、VR技术和微波医疗器等精密电子设备朝着小型化和高度集成化发展所带来的电磁兼容和散热两大问题，研制兼具良好的绝缘性、缓震性、高效吸波性能以及优良导热能力的柔性吸波导热复合材料非常必要。本文从单一的电磁波吸收功能复合材料和散热性能复合材料的设计制备出发，归纳了电磁波吸波机制与导热机制以及影响吸波和导热性能的重要因素。在此基础上介绍了一些国内外聚合物基吸波导热复合材料的综合性能及其设计制备方法，在总结现有吸波导热多功能复合材料的研究现状和存在问题的基础上，考虑当前设计研发中存在的不足，提出了对于未来聚合物基吸波导热材料的发展方向的思考。此文旨在为制备高性能吸波导热复合材料材料提供思路，提升行业技术水平，开发出兼具高导热和优异电磁波吸收能力的新型复合材料。

复合 2025年05月29日 0 点赞 0 评论 30 浏览

静电纺丝技术制备聚合物基MXene增强电磁屏蔽复合材料研究进展

摘要：随着电子信息技术的发展, 电磁波污染已经严重影响了人类健康和社会进步, 因此急需开发出一种高效的电磁干扰(electromagnetic interference, EMI)屏蔽材料. 静电纺丝技术可以制备出柔韧性好的超薄多孔纤维膜, 电磁波能够在纤维膜内部进行多次反射而被消耗. MXene作为一种新型的二维(2D)材料群体, 具有高比表面积、高导电性以及易加工性, 是一种潜在的EMI屏蔽材料. 因此, 将静电纺丝技术和MXene材料相结合, 能够制备出多功能的聚合物基MXene增强电磁屏蔽复合材料. 本文首先介绍了静电纺丝技术的概念、原理及其影响因素, 其次,分析了MXene材料的组成和制备方法, 最后, 讨论了静电纺丝技术制备聚合物基MXene增强电磁屏蔽复合材料的最新进展并对未来聚合物基MXene增强静电纺丝复合材料在电磁屏蔽领域的发展做出展望.

复合 2025年05月27日 1 点赞 0 评论 37 浏览

多孔石墨烯/SiC基复合材料的直写3D打印制备

摘要：以石墨烯和SiC粉末(SiCpowder,SiCp)为填料，聚碳硅烷(polycarbosilane, PCS)为陶瓷前驱体，制备石墨烯/SiCp/PCS 浆料，通过直写 3D打印和高温热解得到多孔结构的轻质导电石墨烯/SiC基复合材料。研究浆料成分和打印工艺对3D打印成形性的影响，并表征复合材料的结构和性能。结果表明：通过控制固相含量、石墨烯/SiCp复合粉末中的石墨烯含量和分散剂含量，使浆料黏度在32.0 Pa·s左右时，挤出丝成形性良好；打印速度为360 mm/min、打印层高为0.48 mm 时，点阵网格结构的3D打印成形性最佳；打印素坯在1 100 ℃保温2 h后，PCS热解为陶瓷。多孔复合材料的平均抗压强度和电导率分别为11MPa和8 S/m。本研究为多孔石墨烯/SiC基复合材料的制备提供了一条新路径。

复合 2025年05月26日 1 点赞 0 评论 27 浏览

连续纤维增强陶瓷基复合材料3D打印：研究进展与挑战

摘要：连续纤维增强陶瓷基复合材料(continuous fiber reinforced ceramic matrix composites, CFRCMCs)具有低密度、高强度、优异的高温稳定性与化学稳定性等性能，在航空航天、核工业、化工以及交通运输等领域都有着重要应用。近几年，3D打印技术的发展为复杂异形 CFRCMCs构件的预制体成形提供了创新途径。然而CFRCMCs 的3D打印技术仍处于起步阶段，面临着成形设备、成形工艺和成形原理等方面的重大挑战。因此，对 CFRCMCs的3D打印研究进展与挑战进行归纳与分析具有重要意义。本文首先对常见3D打印技术进行简单介绍；其次，总结 CFRCMCs的3D打印研究进展，具体包括基于热塑性原料的熔融沉积3D 打印、基于水系浆料的墨水直写3D打印、机械辅助的墨水直写3D打印、基于光敏浆料的光固化3D打印等；最后，从纤维与陶瓷界面、缺陷表征与控制、陶瓷化与致密化、自动化与智能化制造、结构功能一体化、4D打印、自修复以及标准等方面对CFRCMCs的3D打印挑战进行分析。期望为CFRCMCs 3D打印相关的基础科学与关键技术研究提供一定参考与指导。

复合 2025年05月19日 1 点赞 0 评论 37 浏览