金刚石粒度和含量对自蔓延高温合成NiAl结合金刚石复合材料性能的影响

摘要: 以Ni粉、Al粉、金刚石为原料,采用自蔓延高温合成法制备了NiAl结合金刚石复合材料,研究了金刚石的粒度和含量对Ni-Al 体系燃烧温度和燃烧波蔓延速度的影响以及对复合材料性能的影响。结果表明:金刚石降低了Ni-Al体系的燃烧温度和燃烧波蔓延速度,并提高NiAl基体的抗压强度和维氏硬度。但随着金刚石含量的增加,复合材料的力学性能有所下降,NiAl峰升高,Ni3Al峰下降。随着金刚石的粒度降低,Ni-Al体系的燃烧温度先降低后升高,燃烧波蔓延速度则是先增大后减小,复合材料的抗压强度先升高后降低,维氏硬度降低,Ni3Al 峰先升高后降低,NiAl和Ni峰则是先降低后升高。当金刚石含量为10mass%、粒度为150~180μm 时,复合材料的综合性能最佳,体积密度为3.28g/cm3,抗压强度为92.0MPa,维氏硬度为122.06HV,Ni3Al峰达到最高。

复合 2024年06月26日 1 点赞 0 评论 229 浏览

金属与碳纤维增强热塑性复合材料连接研究进展

摘要：碳纤维增强热塑性树脂基复合材料（Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites，CFRTP）作为新一代轻量化结构材料，凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性，已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP 与航空铝合金、钛合金等金属材料的可靠连接，可使结构件整体减重达30% ~ 40%，同时兼具金属的高导热性和复合材料的耐腐蚀优势，这对提升飞行器推重比和燃油效率具有显著价值。由于异种材料之间理化性能差异较大，在生产过程中混合应用多种轻量化材料仍面临巨大挑战。本文总结了近年来金属与CFRTP 连接技术的国内外研究成果，包括连接工艺、连接机制以及界面调控方法。首先介绍了金属/CFRTP主要连接工艺与研究进展，进一步概括了热连接界面改性的原理，并分别展开论述了金属与CFRTP 界面机械嵌合调控与界面化学键合调控两种调控方法。最后，系统梳理并总结了当前金属与CFRTP 连接研究进展与存在的关键问题，并对其未来的发展做出展望，为新一代航空航天装备的轻量化设计提供理论支撑和技术保障。

复合 2026年02月28日 1 点赞 0 评论 46 浏览

碳纳米管/氧化锌协同增强碳纤维复合材料的电磁屏蔽性能

摘要:在碳纤维上原位生长氧化锌纳米线、沉积碳纳米管薄膜，经叠层铺设和真空辅助树脂浸渍成型制备出叠层混杂碳纤维/环氧树脂复合材料，表征其微观结构并系统地研究了这种材料的电导率和电磁屏蔽性能。结果表明，这种复合材料(厚度为2 mm)在8.2~12.4GHz波段的电磁屏蔽效能达到50 dB，比碳纤维复合材料提高了51.52%。这种材料的优异性能，可归因于氧化锌纳米线的高效介电损耗、连续碳纳米管薄膜的高导电性、层间多组元界面的多重反射和高效吸收损耗。

复合 2024年05月22日 1 点赞 0 评论 286 浏览

碳纤维增强聚合物复合材料水导激光切割损伤机理研究

摘要：碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料在水导激光加工后，切缝表面和横截面存在热损伤，这些损伤是影响材料力学性能、降低材料服役性能的重要因素。针对该问题，采用试验方法分析了加工参数对沟槽几何形貌和表面形貌的影响规律，研究了沟槽表面和横截面的热损伤形成机理。研究结果表明：高激光功率、低脉冲频率和低切割速度可有效增大沟槽深度；激光与材料的相互作用和水射流的冲刷作用是形成沟槽表面热损伤的主要原因。在2mm厚CFRP切割试验中发现：横截面热影响区宽度与纤维排布方向有关，0°碳纤维热影响区宽度最大，45°和135°碳纤维热影响区宽度次之且宽度相近，90°碳纤维热影响宽度最小；另外，提高水射流速度有利于抑制热影响区的扩展，水射流速度由80m/s提高至120m/s，最大热影响宽度缩小35.7%。

复合 2024年09月30日 1 点赞 0 评论 181 浏览

面向零碳制冷与热泵的电卡复合材料及柔性制冷器件

摘要：电卡效应是一种新型凝聚态制冷效应，其来源于极性材料的电致相变导致的偶极有序度的可逆调控。由于使用电容型场效应（无载流子输运），电卡制冷循环能量可逆性好、介电损耗低，在单次极化-退极化循环中材料能量回复效率接近85%。因此，电卡制冷器件具有理论能效高、制冷功率密度大、器件集成度高、易维护、噪音低和尺寸缩放可控等优点。同时，由于其直接使用电能作为驱动，无需压缩机、永磁体等触发二次能量转换，能更方便地与民用、商用环境结合。综合各项指标，电卡效应具有的潜在技术优势不容忽视，被国际上多个组织认为有望成为一种大规模应用的替代制冷方式。然而，目前电卡制冷系统所使用的各类单相材料各自存在难以突破的缺陷。为了结合不同体系材料的优势，设计并制备复合材料是领域内重要的研究方向。综述电卡制冷复合材料的发展与其在柔性制冷/热泵系统中的应用，并展望电卡固态热管理技术在一揽子零碳技术中的未来发展方向与潜力。

复合 2024年05月14日 1 点赞 0 评论 276 浏览

激光增材制造网状结构金属基复合材料的研究进展

摘要：相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料，网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征，具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性，在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制造技术可实现对网状结构的精细化调控，为网状结构金属基复合材料的进一步发展提供了新的途径。本文综述了高能量激光束诱导马兰戈尼对流作用下网状结构金属基复合材料的形成机理、影响网状结构形成的因素、不同类型网状结构的显微组织结构特征，分析了网状结构金属基复合材料的多段弯曲断裂、微孔聚集断裂等断裂机制，阐述了在霍尔−佩奇、奥罗万、泰勒、载荷传递等强化机制共同作用下的强化机理，以及独特的增强相贫、富区协同作用下的韧化机理，并对其未来的研究方向进行了展望。

复合 2024年09月13日 1 点赞 0 评论 239 浏览

面向复合材料带隙预测的两段式集成学习模型构建

摘要: 带隙是钙钛矿型复合氧化物材料重要的特征参数，对材料的物理化学性质起决定性作用，如导电性能和光电性能等。为了寻找适合不同应用领域的钙钛矿型材料，利用机器学习进行带隙预测是一种重要的研究手段。构建了一个两阶段异质集成学习模型，在第一阶段使用多种不同的基础机器学习器(回归模型)进行预测；在第二阶段把对预测结果影响较大的描述子和基础机器学习器进行集成学习。利用该模型对210种钙钛矿型复合氧化物材料的带隙进行预测，并与多种独立的机器学习算法以及不同集成策略模型的预测性能相对比，评估了本模型的预测性能。结果表明，这种两段式的集成学习模型能够更好地学习到材料数据的内在关系，并具有较好的预测效果和较强的泛化能力。

复合 2024年05月14日 1 点赞 0 评论 158 浏览

高熵合金复合涂层研究现状及展望

摘要：高熵合金涂层能在经济实用的基础上发挥高熵合金的优良综合性能，但其强化方式主要为固溶强化，强化效果有很大局限性，因此有必要在高熵合金涂层中引入硬质颗粒实现复合增强，从而得到性能更加优良的高熵合金复合涂层。综述了制备高熵合金复合涂层的主要技术，如激光熔覆技术、等离子熔覆技术和氩弧熔覆技术，重点介绍了直接添加和原位合成硬质颗粒增强高熵合金复合涂层的研究现状，分析了其组织与结构，并分别从硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗高温氧化性这几个方面论述了硬质颗粒对高熵合金复合涂层性能的影响，最后针对高熵合金复合涂层研究中存在的问题进行了总结和展望。

复合 2024年08月06日 1 点赞 0 评论 218 浏览

机器学习在复合材料力学领域的应用研究进展

摘要：复合材料因其优异的综合性能在众多领域有广泛的应用。然而，随着复合材料的组成、结构和性能要求变得愈加复杂，以实验研究和计算模拟等复合材料领域传统研究方法，面临成本高、周期长、数据需求大、模型复杂和可解释性不足等问题。机器学习(Machine learning，ML) 方法作为一种人工智能技术，具有自动学习能力、高维数据处理能力、分析预测和分类决策能力，能有效解决上述传统复合材料研究方法存在的问题，被认为是复合材料结构设计、分析与预测中的一种新兴技术，已成为复合材料研究领域的发展趋势。本文综述并评价了ML 方法应用于复合材料力学领域的最新研究成果，重点关注复合材料力学性能预测、结构优化设计和损伤检测3 个方面的研究进展，并对其未来发展方向进行了讨论和展望。

复合 2026年03月20日 1 点赞 0 评论 11 浏览

碳化硅纳米线增强钛基复合材料的制备与性能研究

摘要: 采用球磨法将Ti60合金粉末与碳化硅纳米线(SiCnw)混合，通过放电等离子活化烧结工艺制备SiCnw/Ti60复合材料。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能力学试验机研究复合材料的组织形貌、物相结构和力学性能。结果表明，在Ti60合金中添加SiCnw后，基体晶粒尺寸显著减小，当SiCnw添加量为0.1% (质量分数) 时，SiCnw/Ti60复合材料的晶粒尺寸较Ti60 合金下降42%，抗拉强度提高2.7%，为1037MPa。SiCnw在晶界处的均匀分布可起到钉扎效应，在拉伸过程中SiCnw承担了基体间的载荷传递，从而提高了SiCnw/Ti60复合材料的拉伸强度。

复合 2024年07月19日 1 点赞 0 评论 190 浏览