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基于图案化方法制备高导热氮化硼/液晶环氧复合材料

基于图案化方法制备高导热氮化硼/液晶环氧复合材料

摘要；环氧树脂作为传统覆铜板的绝缘基板，其导热性能相对较差，无法满足日益增长的散热需求.本工作采用两步丝网印刷方法制备了具有高导热性能的图案化氮化硼/液晶环氧复合材料. 首先，以低氮化硼含量(10 wt%~30 wt%)的液晶环氧涂膜液作为基体印刷非图案区域，再以高氮化硼含量(60 wt%~80 wt%)的液晶环氧涂膜液填充图案化区域(点、线和网格)，通过图案点阵与基体中氮化硼的相互协同构建良好的面外和面内导热通路，获得了一系列高导热氮化硼/液晶环氧图案化复合材料，并深入探讨了图案化参数对材料性能的影响. 结果表明，丝网印刷的图案化复合材料在26.36 wt%氮化硼填料含量下实现了11.5 和20.5 W/(m·K)的面外和面内热导率. 同时，在41.52 wt%氮化硼填料含量下的面外和面内热导率甚至可以达到26.0 W/(m·K)和36.6 W/(m·K)，分别是相同氮化硼含量的氮化硼/液晶环氧共混复合材料的10.8 倍和11.8 倍.
复合 2025年08月18日
典型结构功能一体化复合材料的设计与制备技术

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
多孔石墨烯/SiC基复合材料的直写3D打印制备

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
复合材料进气道一体化成型工艺研究

复合材料进气道一体化成型工艺研究

摘要:本文以某型无人机进气道为实例，对其一体化低成本制造工艺进行了研究。通过对比现有不同进气道模具方案的优缺点确定采用低熔点合金芯模方案; 设计制造了两种芯模铸造模具完成满足要求的进气道芯模生产;分别采用湿法+ 烘箱、预浸料+ 热压罐两种成型工艺制作了进气道样品，经验证均满足使用要求。采用本文的成型工艺制造的进气道在满足使用要求前提下可提高生产效率、降低成本，满足批量化生产要求。该种生产工艺也可用于其他类似结构复合材料制件的生产制造。
复合 2025年11月02日
原位合成颗粒增强铜基复合材料的研究进展

原位合成颗粒增强铜基复合材料的研究进展

摘要：弥散强化型铜基复合材料，兼具优异的导电导热性能、高强度、良好的热稳定性和耐磨性，是核反应堆、航空器及高端装备中各种导电导热元件的关键材料，在核电、航空、交通、军事等诸多重要领域有不可替代的作用。原位合成法是在一定温度下金属基体内发生化学反应，原位生成一种或几种陶瓷增强体的技术。原位反应制备颗粒增强铜基复合材料存在两个重要的问题亟待解决：一是增强相的团聚问题，二是增强相的尺寸调控问题。本文总结了几种较为常用的制备弥散强化型铜基复合材料的原位合成方法，并对比分析了几种方法的特点、优劣及技术难点。同时，本文综述了原位合成法对铜基复合材料中颗粒尺寸和分布的影响，分析了原位合成法不同参数对复合材料力学及综合性能的影响规律，并从增强相颗粒形核与生长的原理出发，提出了促成细小弥散颗粒增强相的工艺方案。
复合 2025年05月12日
深海用复合材料耐压舱夹层结构设计

深海用复合材料耐压舱夹层结构设计

摘要: 本文以水下1000 m复合材料耐压舱为研究对象, 针对技术指标要求, 对耐压舱进行复合材料夹层结构设计, 通过有限元计算、铺层的多次迭代设计和结构校核, 最终设计了带有内环筋, 隔层面板和泡沫这种特殊“三明治”夹芯结构的碳纤维复合材料耐压舱, 重量较铝合金结构减重40%。对制备的耐压舱试件进行15 MPa外压试验考核。试验结果表明, 制备的复合材料耐压舱在使用条件下未发生渗水及结构破坏, 能够在实现减重的同时满足使用要求, 设计的复合材料夹层结构安全可靠, 为未来水下耐压舱体的设计提供一定的参考依据。
复合 2025年10月10日
热管理用碳/金属复合材料界面结构优化研究进展

热管理用碳/金属复合材料界面结构优化研究进展

摘要：碳/金属复合材料具有优良的热学性能和可设计性，是极具发展前景的热管理材料。基于碳/金属复合材料常见的界面结合差、界面热阻高问题，本文分别从基体合金化和增强体表面镀覆两个方向综述了碳/金属复合材料界面改性方法的研究进展，分析界面改性对复合材料界面结合的影响。基于理论计算、模拟计算和试验测试，总结了目前的界面热阻分析方法。最后，从界面热阻测试、界面传热机制分析、界面层设计与控制3个方面对碳/金属复合材料的未来研究方向进行了展望。
复合 2025年04月25日
耐腐蚀不锈钢/碳钢复合材料的研究现状及前景

耐腐蚀不锈钢/碳钢复合材料的研究现状及前景

摘要：主要针对钢结构存在的腐蚀引起的安全性和耐久性不够，从而制约其性能及寿命的问题，提出了一种由不锈钢/碳钢通过热轧、冷压、锻造达到冶金结合而形成的金属材料，并以不锈钢/碳钢复合材料为研究对象，提出双金属净界面复合组坯技术与双金属轧制形性协同工艺及控制技术，开发出了适合不锈钢/碳钢复合金属材料工业化大规模生产的控制工艺，同时对不锈钢/碳钢复合系列产品的研究现状及前景做了详细阐述。
复合 2025年01月06日
耐高温树脂及其复合材料性能研究

耐高温树脂及其复合材料性能研究

摘要：针对固体火箭发动机复杂管路一体化成型工艺技术要求，进行了TDS 型苯并噁嗪树脂的粘度、热重曲线、流变性能以及复合材料的力学性能测试，得到了TDS 型苯并噁嗪在注胶温度下粘度小于0.3 Pa.s，工艺窗口大于6 h，该树脂在800 ℃氮气气氛下，残碳率为55.6%，也获得了复合材料的拉伸强度、压缩强度、压缩模量、弯曲强度和层间剪切强度等参数。研究结果表明：TDS 型苯并噁嗪耐高温树脂初步满足了固体火箭发动机复杂管路一体化成型工艺技术要求。
复合 2024年11月28日
陶瓷基复合材料可磨耗环境障涂层制备及性能

陶瓷基复合材料可磨耗环境障涂层制备及性能

摘要：随着碳化硅陶瓷基复材制备的涡轮外环的逐步应用，与其匹配的可磨耗涂层技术需求迫切。本工作采用大气等离子喷涂技术，制备4 层结构的BSAS（Ba0.75Sr0.25Al2Si2O8）-聚酯基可磨耗环境障涂层（A/EBCs），探究工艺参数对可磨耗面层孔隙率的影响规律以及涂层在1300 ℃ 下的相结构和组织演变。利用X 射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、透射电镜（TEM）对涂层相结构、微观组织及成分进行分析表征。结果表明：BSAS-聚酯基可磨耗面层的孔隙率为26.4%～36.8%，BSAS-聚酯粒子温度敏感的参量是主气（氩气）流量、辅气（氢气）流量和喷涂距离，速度敏感的参量是主气（氩气）流量；其中主气（氩气）流量同时对BSAS-聚酯的粒子温度和速度具有反向影响作用。该可磨耗面层在1300 ℃ 高温氧化300 h 保持单斜相结构，组织和成分稳定，局部析出球状非晶氧化硅颗粒。采用高温高速刮削实验对涂层可磨耗性能进行评价，涂层表面发现纳米高温合金微粒黏附，叶片高度磨损比（IDR）为20%，达到可磨耗封严涂层使用要求。
复合 2024年11月18日