采用不同金属材料铆接修补碳纤维复合材料板的性能对比

摘要：随着复合材料在主承力结构上的应用，复合材料修理技术已经成为复合材料服役周期内的重要一环，其中利用金属的铆接修补方法在快速修补技术中具有重要应用。采用中心挖跑道形孔法模拟碳纤维复合材料损伤，分别使用不锈钢板与钛合金板对复合材料损伤件进行铆钉修补，对损伤件和两种修补件进行轴向拉伸试验，并采用应变计监测复合材料孔边及金属板中心应变。试验结果表明：采用不锈钢和钛合金与复合材料损伤件以铆接方式得到的修补件可承受的最大载荷相同，与未修补的相比提升了65.2%，说明对复合材料损伤板使用金属材料铆接修补具有一定补强效果，并且与使用不锈钢和钛合金材料进行修补的效果相当；在修补件拉伸过程中，碳纤维复合材料先于修补用金属材料失效；2种金属铆接修补件的破坏应变比无修补的损伤件的破坏应变略有增加但影响不大。

复合 2024年05月14日 1 点赞 0 评论 309 浏览

连续纤维增强复合材料的3D打印工艺及应用进展

摘要：连续纤维增强复合材料因其优异的力学性能、灵活的设计性以及耐腐蚀、抗疲劳等一系列优点而广泛应用于航空航天、汽车制造、智能材料等各个领域. 传统的连续纤维增强复合材料制造工艺因生产成本较高和工艺的复杂性而限制了其在复杂结构中的应用, 3D打印技术的日益成熟为制造轻质复杂一体化的连续纤维增强结构提供了可能. 本文首先介绍了连续纤维增强复合材料的打印原料和打印方法, 并总结了不同工艺对打印过程和结果的影响, 其次分析了其在不同领域的应用前景, 最后讨论了当下存在的研究问题并对未来连续纤维增强复合材料3D打印的发展做出了展望.

复合 2024年08月28日 1 点赞 0 评论 558 浏览

仿生二维过渡金属碳/氮化物/高分子纳米复合材料

摘要：二维过渡金属碳/氮化物(MXene)/高分子纳米复合材料，兼具MXene 纳米片的高力学强度和功能特性(如导电、导热、电化学储能、光热转换、生物相容和诱导骨再生等)与高分子材料的柔韧性，在航空航天、柔性电子、能源、生物医学等领域具有巨大的应用前景。然而，MXene 和高分子在组装过程中存在界面作用弱、取向度低、孔隙缺陷等关键科学问题，导致纳米复合材料宏观性能远低于预期值，且重复性差，限制了实际应用。天然鲍鱼壳具有优异的力学性能，主要是由于碳酸钙片和有机基质之间丰富的界面作用，以及碳酸钙片紧密堆砌、取向排列的层状结构，这为仿生组装MXene 和高分子提供了新启示。基于此，本文首先介绍了MXene 纳米片的本征力学、电学和热学性能，阐述了天然鲍鱼壳微观结构和力学性能之间的构效关系，综述了仿生MXene/高分子纳米复合材料(bioinspired MXene/polymernanocomposites, BMPNs)的研究进展，重点分析了如何设计MXene 层间界面作用、提高MXene 纳米片取向度以及消除材料的孔隙缺陷，并总结了BMPNs 在电磁屏蔽、焦耳热、光热转换、热传导、热伪装、柔性电极、盐差发电、膜分离以及骨再生等领域的应用。最后，讨论了BMPNs 研究领域的挑战，并展望了未来发展方向，希望能推动BMPNs 的实际应用发展。

复合 2026年03月25日 1 点赞 0 评论 615 浏览

粉末冶金纳米颗粒增强钛基复合材料研究进展

摘要：钛基复合材料（TMCs）作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景。与传统微米增强TMCs 相比，纳米增强TMCs 在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势，但目前由于纳米增强体分散性和热稳定性等问题，材料的性能潜力尚未充分发挥。如何设计TMCs 的复合体系和制备途径引入纳米增强体，并在热加工与热处理过程中保持稳定性，一直是纳米颗粒增强TMCs 面临的严峻挑战。本文围绕粉末冶金纳米颗粒增强TMCs 工艺特点、制备方法、组织特征与力学性能等方面分析研究现状和进展，指出纳米增强体分散性、热稳定性等制约其发展的基础问题，提出未来研究的发展方向。未来应侧重的研究方向有：（1）碳纳米材料增强TMCs 的界面反应控制与热稳定设计；（2）纳米颗粒增强TMCs 粉体的批量化低成本制备技术；（3）纳米颗粒增强TMCs 专用热变形及热处理工艺研究；（4）纳米颗粒增强TMCs 组织构型化设计及强韧化机理研究；（5）纳米颗粒增强TMCs 材料其他关键力学性能研究。

复合 2025年11月04日 1 点赞 0 评论 290 浏览

金属基复合泡沫材料基体及力学性能研究进展

摘要：金属基复合泡沫（metal matrix syntactic foam，MMSF）是由空心微球和金属基体复合而成的一种新型多孔复合材料。本文总结了近些年有关铝基、镁基和钢基等复合泡沫研究的进展情况，并分类概述了不同基体材料的选择和制备工艺对金属基复合泡沫组织结构和力学性能的影响。结果表明，基体材料是金属基复合泡沫的重要组成部分，并直接影响其结构和性能。铝及其合金具有密度小、强度高、可塑性好等特点，是金属基复合泡沫中应用最广泛的基体材料之一。镁及其合金也有低密度、高强度、延展性好等特点，也是一种重要的金属基体材料。钢基复合泡沫的抗压强度和吸能能力优于大多数铝、镁基复合泡沫，并且在受力过程中表现出较好的变形状态，但是其密度普遍高于铝、镁基复合泡沫材料。以高熵合金作为复合泡沫材料基体是一个新的研究方向，该种材料表现出优异的性能。由于高熵合金内部结构复杂，需对制备出的复合泡沫微观结构及力学性能做进一步研究。除了金属基体材料，填充材料、制备工艺、孔隙率、界面反应、后处理技术等都对金属基复合泡沫的结构和性能有着很大的影响。

复合 2026年02月09日 1 点赞 0 评论 233 浏览

金属/陶瓷互穿网络结构复合材料：制备方法、结构特征与性能特点

摘要：金属/陶瓷互穿网络结构复合材料是一种具有特殊增强相结构的金属基复合材料，其增强相与基体相均呈现连续网络状三维结构。凭借其优异性能，金属/陶瓷互穿网络结构复合材料在电子封装、交通工具及武器装甲等领域展现出巨大应用潜力。本文梳理了金属/陶瓷互穿网络结构复合材料的制备方法，包括增强相多孔预制体制备方法如固相烧结法、有机泡沫浸渍法、生物模板法、添加剂法、溶胶−凝胶法、冷冻干燥法及3D打印法等，以及复合方法如无压浸渗法、挤压铸造法及真空压力浸渗法等。分析了金属/陶瓷互穿网络结构复合材料的力学性能、耐磨性能、热学性能特点以及相关机理。最后展望了金属/陶瓷互穿网络结构复合材料的发展前景及未来研究方向。

复合 2026年02月03日 1 点赞 0 评论 251 浏览

高性能热塑性树脂基复合材料的诱导结晶行为研究

摘要：在热塑性树脂基复合材料中，优化界面性能对于提升复合材料的整体性能表现具有非常重要的作用。当碳纤维(CF) 作为增强体与半结晶型的高性能热塑性树脂基体，如聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK) 或聚苯硫醚(PPS) 等复合时，纤维与树脂界面上发生的诱导结晶现象，会对复合材料的界面性能产生显著影响。本文以高性能热塑性树脂基复合材料研究中诱导结晶问题为切入点，综述了该领域的研究进展。本文涵盖了从诱导结晶样品的制备方法到其最终性能变化的全过程，并分析了诱导结晶的类型及其影响因素，同时描述了高性能热塑性树脂中几种典型的横晶(TC) 形态。此外，本文还着重探讨了TC 结构对高性能热塑性树脂基复合材料界面性能的具体影响，并提出了当前该领域仍然存在的问题和面临的挑战。

复合 2026年01月21日 1 点赞 0 评论 275 浏览

碳纳米管/石墨烯杂化碳纤维织物复合材料的力学、导电和雷击性能

摘要：采用涂覆法制备了碳纳米管(CNT)改性和CNT与多层石墨烯(MLG)共改性的织物及其复合材料。力学性能研究表明，织物CNT杂化对复合材料的力学性能影响较小，而织物CNT/MLG 共杂化后复合材料层间剪切强度下降了41.6%。导电性研究表明，CNT杂化和CNT/MLG 共杂化的织物导电性分别提高了7.78% 和10.2%，相应的复合材料厚度向电导率(σz)分别提高了472% 和124%，达到0.79 S/cm 和0.31 S/cm，面内电导率分别提高43.2% 和17.8%。2A区雷击损伤研究表明，CNT 杂化织物复合材料分层损伤面积和损伤深度分别为240 mm2和0.343 mm，相比对比样降低了62.3% 和35%。CNT/MLG 共杂化织物复合材料的分层损伤面积扩大了79.3%，但损伤深度降低了42.2%。作为对比，调降σz 至0.011 S/cm 的对比样分层损伤面积大幅扩大到30.5 倍，损伤深度提高了150%。机制分析表明，这类复合材料σz的提高同时降低了分层损伤面积和损伤深度，而织物层导电性的提高降低了损伤深度，但扩大了浅表层的分层损伤面积。

复合 2026年01月17日 1 点赞 0 评论 182 浏览

共轭聚合物-金纳米簇复合纳米粒子构建及其光电响应水凝胶

摘要：脑机接口-功能性电刺激技术在神经功能修复领域具有重要应用前景, 然而常规有源侵入式脑机接口材料因其携带不便、感染风险高等问题在临床推广应用中受限. 因此, 基于无线光刺激技术的低侵入性脑机接口材料就成为该领域亟待发展的新方向. 本研究采用静电自组装策略成功构建了由阳离子型聚(芴-联苯)衍生物(PFP)与巯基配体修饰的金纳米团簇(AuNCs)组成的复合纳米粒子(PFP/AuNCs). 该纳米异质结构具有高效电荷分离和转移效率, 显著提升了PFP的光电流强度. 基于稳态光谱、瞬态吸收光谱等光物理表征手段及电化学测试, 系统性地解析了该纳米异质结构界面电子转移机制. 进一步将PFP/AuNCs嵌入至明胶-海藻酸钠双网络水凝胶基质中,通过精确调控海藻酸钠含量, 成功制备出具有类脑组织力学性能的柔性光电水凝胶材料. 该材料在可见光刺激下可产生与神经电生理活动相近的弱电信号(~61 nA/cm2). 细胞实验与剪切稀化特性表明该材料具有优异的细胞相容性及生物3D打印应用潜力. 本研究为发展新一代非侵入式神经调控器件提供了重要的材料基础与理论基础.

复合 2026年01月09日 1 点赞 0 评论 319 浏览

碳纤维复合材料干涉配合连接技术研究进展

摘要：碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon fiber reinforced polymer，CFRP）广泛应用于航空航天产品，由于CFRP制造技术的限制和载荷传递的要求，机械连接仍无法避免。干涉配合连接技术对提高CFRP 结构机械连接接头的强度和寿命有巨大帮助。然而由于CFRP 纤维脆性、层间强度低等特点，干涉配合连接技术应用仍存在许多问题。本文重点阐述了CFRP 干涉配合连接技术方面的国内外研究进展，分析了CFRP 干涉配合连接疲劳寿命增益机理，介绍了当前主要的CFRP 干涉配合连接工艺方法，讨论了CFRP 干涉配合连接质量的主要影响因素。最后在以上分析的基础上提出了未来CFRP 干涉配合连接技术的发展趋势和应用前景。

复合 2026年02月25日 1 点赞 0 评论 130 浏览