复合材料在体育器材行业的应用研究综述

摘要: 复合材料凭借轻质高强、耐腐蚀等特性,被广泛应用于体育器材领域。本文综述了体育器材行业纤维增强塑料的研究进展: 碳纤维优化结构显著提升器材稳定性与竞技性能; 纤维增强材料减轻重量并延长寿命; 复合材料通过抗疲劳与环保性推动行业高效发展。现有研究存在材料性能分析片面、应用缺乏系统性及创新受限( 如成本高、工艺复杂) 等问题。未来需深化材料综合性能研究,构建全生命周期应用体系,并拓展其在大众体育领域的低成本应用,为技术进展提供参考。

基于光纤传感技术的复合材料健康监测研究进展

摘要: 先进复合材料以其优异的物理力学性能、一体化设计制造特性、低运营成本等优点在航空领域的关键结构部件中得以广泛应用, 随着服役时间延长和服役环境的极端性, 复合材料结构内部会出现不同程度的损伤和缺陷, 影响飞机的使用寿命和安全平稳运行, 因此, 需要开发健康监测系统以实时监测和评估复合材料结构的健康状态。本文综述了光纤传感技术在复合材料结构健康监测领域的研究进展, 针对光纤光栅传感技术和分布式光纤传感技术, 分别从工艺参量的原位监测、传感器嵌入及保护方案、传感器布设方案及对结构的影响、冲击及疲劳损伤监测角度展开讨论, 并总结了两种监测方法的优势与局限, 展望了光纤传感技术在复合材料结构健康监测的发展趋势。

薄壁可变形碳纤维复合材料在航天器中研究进展

摘要:本文主要介绍了薄壁可变形碳纤维复合材料目前国内外研究进展,特别是C型、豆荚型、人字形、开口铰链、伞型网状等典型结构的材料制备技术、结构设计优化、性能优化研究,并介绍了典型结构的地面验证试验及型号应用案例,对目前该方向存在的材料与工艺、结构、辅助设备等方面的问题进行了分析,最后对薄壁可变形碳纤维复合材料后续重点研究方向进行了展望。

外源式自修复复合材料研究进展及应用

摘要:外源式自修复复合材料的开发与应用已成为推动航空材料可持续发展的重要研究领域。本文系统阐述微胶囊剂技术、空心纤维系统的优化设计、血管网络自修复技术、超分弹性体、纳米微粒自修复材料、记忆合金导线等外源式自修复复合材料研究进展及应用,基于修复机理、其机械测试下修复效果评估和制备技术,分析外源式复合材料的发展方向。本文针对外源式自修复复合材料其智能化、多功能化、环保化和高效化的发展方向进行综述,展望外源式复合材料有助于为更多领域的创新性研究提供借鉴。

碳化硅陶瓷涂层在碳/碳复合材料表面应用的研究进展

摘要: 碳/碳复合材料以其优异的力学性能、高温稳定性及轻质高强特性,在航空航天、汽车、能源和国防等关键领域具有广阔的应用前景。然而,其在高温氧化环境中的易氧化性限制了其广泛应用。为突破这一瓶颈,研究人员致力于探索多种表面防护策略。其中,硅基陶瓷涂层尤其是碳化硅涂层凭借其突出的化学稳定性、抗氧化性能及成本效益优势,成为当前研究热点。目前,碳化硅涂层的主要制备技术包括化学气相沉积、包埋渗、气态硅渗透和热喷涂法。系统综述了上述4 种方法制备碳/碳复合材料表面碳化硅涂层的研究进展,并对未来发展趋势进行展望。

多巴胺改性碳纤维增强聚合物基复合材料研究进展

摘要:碳纤维增强聚合物基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)的界面特性对CFRP 的理化性能有着重要影响,是复合材料技术领域的研究热点。受贻贝启发基于多巴胺化学的表面修饰方法是近年来新兴的一类表面界面调控手段,其在CFRP 界面增强研究领域也得到应用,该方法具有简单、高效、环境友好、成本低等诸多优势,尤其是多巴胺辅助共沉积改性法具有巨大的应用潜力。本文重点介绍了多巴胺在CFRP 改性方面的研究进展,其中包括对多巴胺改性碳纤维处理方式的分类讨论。最后指出多巴胺改性碳纤维聚合沉积机制仍需系统深入研究、聚合沉积速率及涂层形态结构控制因素需进一步明确是未来研究重点。

C/C复合材料超高温陶瓷涂层制备工艺研究进展

摘要:C/C复合材料因其优异的抗氧化性与抗热震性能,被认为是固体火箭发动机喷管最理想的抗烧蚀结构材料之一。然而,在超高温、富氧环境下,C/C复合材料表现出的氧化敏感性严重制约了其应用领域的进一步拓展。采用特殊工艺制备致密的陶瓷抗氧化涂层,有效隔绝基体与富氧环境的接触,是解决C/C复合材料高温氧化问题的重要途径。本文系统综述了近年来主流陶瓷涂层材料及其制备工艺,分析了各类工艺的作用机理与研究进展,并对超高温陶瓷涂层技术的发展方向进行了展望。

碳纤维复合材料固化过程的非均匀温度场重构技术研究

摘要:在高端制造领域,碳纤维复合材料的应用十分广泛,而其固化过程中存在的非均匀温度场对构件成型质量有极大影响。基于此,本工作聚焦于复合材料的固化过程,引入三次样条插值方法,针对其非均匀温度场开展重构技术的研究。首先,对比验证了提出的数值模拟方法的有效性和准确性;然后,利用该方法对碳纤维复合材料固化过程的温度场进行数值模拟,同时对模拟结果进行分析,总结了厚度变化对温度场的影响规律以及温度峰值时刻厚度方向的温度场分布规律;最后,通过算法在稀疏监测样本的情况下,对复合材料固化过程中温度峰值时刻沿厚度方向的平面温度场进行重构,同时针对监测点位的数量和布局开展重构精度影响规律分析。研究结果表明:本工作所用的重构方法可以在较少监测点位信息的情况下,很好地对复合材料固化过程中的非均匀温度场进行重构,且重构精度较高,平均误差约为1.46%,最大误差约为10.55%。

阻燃聚合物复合材料研究进展

摘要:相比传统材料,聚合物复合材料大多具有密度低、比强度高、耐化学腐蚀、热稳定性好和易加工成型等特点,目前在航空航天、电子、建筑、汽车、化工、纺织、消防等领域得到广泛应用,但易燃性严重制约了其在明火或高温环境的安全性和可靠性,因此,降低其易燃性已成为工业应用的强制要求,开发阻燃型聚合物复合材料成为有效途径。近年来,环境友好型高效阻燃剂开发和配方设计,功能型植物纤维、多孔易修饰的金属有机框架化合物以及纳米矿物增强的聚合物复合材料研究均取得长足进步,对提升新型轻质、高强、多功能阻燃复合材料附加值和拓宽其应用领域具有重要影响。本文综述近年来卤系、磷系和镁系等传统阻燃剂,以及硅系、碳系、生物质基、金属有机骨架基和离子液体基等新型阻燃剂开发和功能化现状,归纳聚合物复合材料阻燃改性技术,总结复合材料阻燃机理,展望阻燃聚合物复合材料发展趋势,以期为新颖环保型高性能阻燃材料开发与利用提供参考。

导电纳米材料用于树脂基复合材料成型过程和结构健康监测的研究进展

摘要:导电纳米材料( 如碳纳米管、石墨烯等) 凭借其优异压阻特性,在复合材料的层间增强增刚、电磁屏蔽和结构健康监测中应用广泛。这类材料通过粉体、薄膜或纤维等形式集成于复合材料内部或表面,通过电阻响应实现从制造工艺优化到服役状态监测的全生命周期智能感知。当前研究聚焦于解决导电填料的分散机制、导电网络电信号的演变规律、响应灵敏度的提升等核心问题。本文系统阐述了导电纳米材料在树脂基复合材料成型固化过程、流动前锋/渗透率测量、复合材料损伤以及应力应变监测等领域的最近研究进展,突破了传统离线检测的局限。导电纳米材料的工业应用可拓展至航空航天、风电新能源、轨道交通等高端装备和民用可穿戴设备等领域,为大型复合构件的全流程质量管控提供了创新解决方案。