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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

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
金属与碳纤维增强热塑性复合材料连接研究进展

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
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

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
碳纤维增强聚合物复合材料水导激光切割损伤机理研究

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
高密度集成电路散热用高导热金刚石/铜复合材料研究进展

高密度集成电路散热用高导热金刚石/铜复合材料研究进展

摘要：集成电路规模不断增大，体积越来越小，散热问题已成为高密度集成电路进一步发展的关键问题。金刚石/铜复合材料具有优异的高导热性和低膨胀特性，有望在未来解决高热流密度情况下的散热问题。然而，金刚石与铜的界面亲和性差，存在较高的界面热阻，改善金刚石/铜界面亲和性、提高其热导率通常从烧结方法和金刚石与铜的界面调控两方面入手。本文聚焦于新一代高密度集成电路散热用高导热金刚石/铜复合材料，综述了其主要制备工艺和高导热优化工艺等方面的研究进展。进一步分析了其导热性能提升的瓶颈问题。最后，展望了其发展方向与应用优势。将为金刚石/铜复合材料及其相关高导热材料的制备与应用提供指引与参考。
复合 2026年01月13日
高性能结构吸波陶瓷基复合材料设计与性能表征研究进展

高性能结构吸波陶瓷基复合材料设计与性能表征研究进展

摘要：高性能结构吸波陶瓷基复合材料是实现航空高温部件宽频吸波和高承载一体化的理想候选材料。本文以宏观– 细观– 微观多尺度协同设计为核心研究思路，系统地概述了高性能结构吸波复合材料的基本设计原则。从材料设计的角度出发，综合考虑阻抗匹配和电磁损耗之间的良好平衡，以实现对电磁波的宽频高效吸收。深入梳理微观组分材料（如碳化硅、氮化硅等陶瓷基体，以及碳纳米管、金属氧化物等）对复合材料吸波性能的影响机制，剖析典型宏/细观构型（如层状结构、多孔结构、纤维增强结构等）在调控材料电磁波吸收方面的关键作用。通过建立多尺度结构与性能的关联模型，总结出一系列针对高性能结构吸波陶瓷基复合材料的优化设计方法，涵盖材料成分选择和结构参数优化等多个方面。本文为新一代航空飞行器高温宽频吸波一体化的设计与性能评价提供了重要的理论依据和实践指导，对推动航空航天领域隐身技术与结构材料的协同发展具有重要意义。
复合 2026年02月27日
超高导电性石墨烯铜复合材料研究进展

超高导电性石墨烯铜复合材料研究进展

摘要：超高导电铜具体是指常温下电导率高于１００％ＩＡＣＳ的铜基复合材料。在铜基复合材料中增强体的选择会对复合材料的电导率产生重大影响。近年来，随着对碳纳米管和石墨烯的进一步研究，具有良好本征特性的碳纳米材料逐渐成为了当下研究的热门。对于铜基复合材料而言，纳米碳具有作为增强体的巨大潜力，成为主要研究开发的材料，近年来随着科技社会的快速发展，许多新兴领域，如航空航天、精细金属部件、传感器等，对材料的导电性能提出更高的要求，对超高导电铜的需求也日益迫切。综述了超高导电铜的发展现状，包括应用材料体系、增益机制、研究现状以及未来应用前景。
复合 2024年03月22日
车用复合材料模压注塑一体成型关键技术综述

车用复合材料模压注塑一体成型关键技术综述

摘要：热塑性复合材料模压注塑组合工艺兼顾了低成本与高性能，可快速、稳定地实现连续/非连续纤维增强复合材料的一体成型，符合汽车产业需求。本文综述了装备选择、工艺控制和成型模拟要点，介绍了国产材料种类，概括了各向异性双材料结构优化设计方法，归纳了界面及整体性能评估方法，提出了“材料-工艺-结构-性能”一体化设计中的关键科学与技术问题。
复合 2025年11月18日
航天无内衬复合材料压力容器结构设计与制备

航天无内衬复合材料压力容器结构设计与制备

文摘：随着航天领域竞争愈发激烈，国内外加大了压力容器“皇冠上的明珠”无内衬纤维缠绕复合材料压力容器（Ⅴ型COPV）的开发力度，无内衬结构意味着必须实现复合材料层密封屏蔽/结构承载功能一体化设计，在材料性能和结构设计方面面临巨大挑战。本文针对结构设计进行系统性的梳理，综述了Ⅴ型COPV结构设计的研究进展，主要从功能阻隔层、形貌、接口设计及不同分析优化方法进行了阐述，介绍了基于模块化设计理念的新型V型COPV构型，并对未来航天用Ⅴ型COPV结构设计方面的发展进行了展望。
复合 2026年02月17日
超短脉冲激光加工碳纤维复合材料研究进展

超短脉冲激光加工碳纤维复合材料研究进展

摘要：超短脉冲激光加工作为一种非接触式的特种加工方法，利用高功率密度的聚焦激光束烧蚀碳纤维增强复合材料（ＣＦＲＰ）表面，实现高精密加工，有望解决传统机械加工工艺造成的刀具损坏、残余应力和表面质量差等问题。因此，本文综述了近些年超短脉冲激光加工ＣＦＲＰ的研究进展。首先梳理了超短脉冲激光加工ＣＦＲＰ的加工机理，其中包括了材料去除机理、相互作用过程机理和对激光的吸收与反射机理。其次，着重阐述了热影响区和锥度这两类缺陷，分析了缺陷的形成原因，并提出了相应抑制方法。本文对超短脉冲激光加工ＣＦＲＰ的理论研究具备一定借鉴意义。
复合 2024年03月04日