超构材料波动功能调控研究进展

摘 要 ：超构材料是人工构造的复合结构材料，通过设计基元的结构参数，可以实现丰富的波动调控功能，并可突破传统材料的波动响应极限，在航空航天、轨道交通等民用和国防各领域都具有极大的应用潜力。首先简要介绍了超构材料的基本概念、性质和发展历史，然后从超构材料的禁带减振及其智能设计、低频宽带降噪和能量采集三个方面详细介绍超构材料的基本功能，再从实际应用的多需求出发介绍了轻质-承载-减振降噪和能量采集-减振降噪等类型的多功能一体化超构材料设计原理和性能。最后，总结上述研究进展，并展望超构材料与复合材料、人工智能和非厄米时变系统等的交叉研究，进一步提升超构材料性能和应用能力。

复合 2024年01月18日 0 点赞 0 评论 317 浏览

钨纤维增强钨基复合材料研究进展：制备、性能与应用挑战

摘要：针对纯钨（W）固有室温脆性、低断裂韧性及高温再结晶脆化等制约其极端环境应用的瓶颈问题，钨纤维增韧钨基复合材料（Wf/W）被设计为新型结构功能一体化材料。本文系统评述Wf/W复合材料的核心制备工艺（粉末冶金、化学气相渗透、热机械轧制复合等）、关键服役性能（宽温域力学、抗辐照特性、热物理及氘滞留行为）与应用前景。通过纤维桥联、拔出及界面脱黏等增韧机制，Wf/W复合材料在显著提升断裂韧性与损伤容限的同时，亦可有效保持钨基体高熔点、高导热及抗辐照特性以及高温下的抗蠕变与抗疲劳特性。但是，Wf/W复合材料界面热适配、氘渗透及纤维三维均匀排布等难题有待突破。未来Wf/W复合材料在核聚变堆第一壁/偏滤器关键部件、空天热端结构等国家重大工程领域具备不可替代的应用价值。

复合 2026年08月05日 1 点赞 0 评论 54 浏览

增材制造钛基复合材料体系与组织结构设计

摘要：增材制造技术作为一种样件快速成型制备技术，为基于成分调控与结构设计的高性能钛基复合材料的开发带来了机遇。本文介绍了增材制造钛基复合材料研究与应用的最新进展，分析了能量密度、打印路径及冷速控制等对材料显微组织与力学性能的影响。在此基础上，介绍了以陶瓷、金属间化合物及稀土元素为主的增材制造钛基复合材料成分调控策略。其中，以TiB、TiC 为代表的陶瓷增强相及Ti-Cu 体系的金属间化合物为目前钛基复合材料中广泛使用的增强体；以La、Ce 和Nd 为主的稀土元素则可有效解决氧偏聚问题并显著细化晶粒。进而以网状结构和层状结构为例介绍了增材制造钛基复合材料结构设计研究进展。其中，网状结构多通过Ti 与B 和C 元素的原位反应生成增强相，并通过控制凝固过程实现对增强相非均匀分布的调控；层状结构则多通过交替打印多种粉体获得。网状、层状结构设计对钛基复合材料强韧化有着积极的作用。本文最后通过对研究现状和未来研究趋势的简要分析与展望，为增材制造高性能钛基复合材料的设计与制备提供一定参考。

复合 2024年10月30日 1 点赞 0 评论 510 浏览

可加工氮化硼系复相陶瓷的研究发展现状和发展趋势以及应用现状分析

摘要：先进陶瓷材料具有较高的力学性能.以及较高的抗高温氧化性能等。但是先进陶瓷材料由于硬度较高、可加工性能较差，导致陶瓷材料的机械加工成本较高,所以限制了陶瓷材料的广泛应用。为了改善和提高陶瓷材料的可加工性能，向陶瓷基体中加入六方氮化硼形成可加工氮化硼系复相陶瓷。可加工氮化棚系复相陶资具有较高的力学性能和优良的可加工性能，氮化棚系复相陶瓷可以进行机械加工。目前研究和开发的可加工氣化棚系复相陶瓷主要包括：Al2O3/BN复相陶瓷，ZrO2/BN复相陶瓷，SiC/BN复相陶瓷，Si3N4/BN复相陶瓷，A1N/BN复相陶瓷等。目前可加工氮化硼系复相陶瓷的研究主要集中在氮化硼系复相陶瓷的制备工艺，力学性能，可加工性能，抗热震性能，抗高温氧化性能等。本文主要叙述可加工氮化硼系复相陶瓷的制备工艺，力学性能和可加工性能，抗热震性能，抗高温氧化性能等。并叙述可加工氮化硼系复相陶瓷的研究发展现状和发展趋势，并对可加工氮化硼系复相陶瓷的未来发展趋势进行分析和预测。

复合 2025年03月17日 1 点赞 0 评论 219 浏览

复合相变储热材料中多孔骨架研究进展

摘要: 随着能源需求的持续增长, 相变储热材料(phase change materials, PCMs)成为储能领域的研究热点, 但传统PCMs 存在热导率低、易泄漏等问题。多孔复合相变储热材料(composite PCMs, CPCMs)通过多孔基质与PCMs 结合, 有效解决了上述难题。简单介绍了CPCMs 中的多孔材料对PCMs 的吸附原理; 详细介绍了CPCMs 中碳基、多孔氧化物、金属泡沫及金属-有机骨架、高分子聚合物等多孔材料的分类、性能特点; 深入探讨了模板法、自组装法、3D 打印法、静电纺丝法等孔道设计技术与工艺的原理、优势及局限性。最后分析了多孔基CPCMs 在多孔基质低成本制备、环境友好性提升、热导率与储热量平衡优化及极端环境长期稳定性等方面面临的挑战, 并对未来发展方向进行了展望, 以期为推动多孔基CPCMs 的进一步研究与应用提供参考。

复合 2026年07月29日 1 点赞 0 评论 59 浏览

纺织复合材料多尺度网格划分方法

摘要：针对现有纺织复合材料网格划分时，由不规则纱线截面形状和材料边界引起的失真、干涉和锐化等问题，提出了一种基于织物微观几何结构的复合材料网格划分方法和单元拆分机制。该方法借助专业纺织建模软件DFMA 建立织物单胞几何结构点云。首先，基于结构点云，计算纱线路径并采用Delaunay 三角网改进的Alpha-shape 算法计算纱线截面轮廓，依此获得纱线表面初始网格。然后，将该网格置于体素网格中，通过网格映射方法引入周期性边界，并与体素网格节点相匹配，进而消除纱线间的渗透和窄间隙。最后，拆分体素单元，以保证材料的连续性。采用该方法建立了平纹、三维整体正交和层间正交复合材料网格模型，并基于应变连续损伤准则与指数衰减模型建立了纺织复合材料的损伤起始与演化准则，模拟了平纹编织复合材料在剪切载荷作用下的力学性能。结果表明，与四面体和六面体网格划分方法相比，所提网格划分方法能够较为准确地还原复合材料内部几何结构，处理二维和三维机织物结构中的尖锐边界和复杂曲面，获得光滑的纱线表面和清晰的轮廓；网格数量适中，计算耗时仅为TexGen 模型的15%。剪切模量和强度的仿真结果与实验结果对比分别相差8. 93% 和3. 73%，验证了模型的有效性与可靠性。

复合 2024年10月10日 1 点赞 0 评论 436 浏览

导热复合材料降低填料之间界面热阻研究进展

摘要：复合材料热导率增强的低效率源于其内部存在界面热阻——填料与树脂基体之间的界面热阻及填料之间的界面热阻。目前大多数研究都集中于降低填料与树脂基体之间的界面热阻，而高填充量下填料之间的界面热阻才是影响复合材料热导率的关键因素。文中从增加填料之间的接触面积和提高填料之间的键接强度两方面综述了近年来降低填料之间界面热阻的研究进展，为高导热复合材料的设计和制备提供参考。

复合 2025年02月28日 1 点赞 0 评论 305 浏览

界面工程策略赋能纤维增强树脂基复合材料研究进展

摘要：纤维增强树脂基复合材料因其轻质高强、耐腐蚀性强、热稳定性与绝缘性高、可设计性与加工灵活等优势，已成为航空航天、国防军工、汽车和轨道交通、能源、基础设施等领域的关键材料. 本综述首先从纤维的结构特点、性能优势和应用领域出发，系统总结了代表性高性能无机纤维和有机纤维的优势，通过分析其差异，凝练出共性问题，即高表面化学惰性所导致的与树脂界面相容性差. 针对上述难题，本文探讨了界面调控机制及相应解决策略，综述了先进的界面处理技术及其国内外研究进展，并从新型树脂材料的开发、发展低成本和智能化制造技术、结构-功能一体化设计与应用、发展循环回收再利用新技术、人工智能与复合材料的深度耦合等几个方面展望了纤维增强树脂基复合材料未来的发展趋势，以期为推动该材料体系的进一步发展提供新思路.

复合 2026年07月21日 0 点赞 0 评论 63 浏览

轻量化复合材料与3D打印技术在服务机器人上的应用与展望

摘要：作为人类劳动力的替代品，服务机器人的应用方兴未艾。本文介绍了服务机器人的应用特点和应用场景，加强机器人的运动性和自主性方面仍是重要的研究方向，而发展机器人的轻量化可以增加机器人的灵活性和工作效率，并提高操作的速度和精度。通过轻量化材料的选择和结构优化设计可以实现机器人的轻量化。本文详细介绍了轻量化复合材料的概念和3D打印技术的概念，将这两种应用结合起来，特别是碳纤维复合材料的3D打印应用于服务机器人上，可以实现服务机器人的轻量化，降低机电系统的能耗，缩短开发周期。

复合 2025年02月07日 1 点赞 0 评论 397 浏览

金属-聚多巴胺基复合材料设计及其生物医学应用

摘要：聚多巴胺是一种典型的黑色素衍生人工分子，其具有高黏附、生物相容性好、易修饰、光热活性高等诸多优良性质，在能源催化、表面化学以及生物医药领域具有广泛的应用. 金属-聚多巴胺复合纳米材料源于聚多巴胺对多种金属离子的强亲和力，其充分利用聚多巴胺的优良生物学效应，得益于不同金属独特的理化特征，具有抗肿瘤、抗菌消炎、抗氧化、免疫激活及促细胞再生等多种生物学功能，在肿瘤诊疗一体化、伤口愈疗、组织修复再生等领域展现出良好的应用前景. 本文聚焦5大类型金属-聚多巴胺复合材料，基于不同金属独到的生物学优势，综述了金属-聚多巴胺复合材料的设计合成、理化性质及其近年来在生物医学领域的典型应用，并展望了该类材料在未来临床转化及工业化生产方面面临的挑战和机遇. 通过本文详细的总结，有望启发设计更多新型金属-聚多巴胺类复合材料，挖掘更多聚多巴胺基新型生物医用材料的应用潜力，促进多酚化学与生物医学的进一步融合.

复合 2026年07月08日 1 点赞 0 评论 102 浏览