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 212 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 89 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 199 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 92 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 193 浏览

复合材料加工技术及装备发展综述

摘要:分析复合材料加工的主要特点和基本要求,研究加工过程中复合材料的切屑及缺陷形成机制、刀具结构及磨损特点,梳理国内外复合材料加工技术和装备的发展现状。研究认为,应该加强基础理论研究、注重技术创新。研究建议:应重点完善对复合材料微观切屑形成机制、加工缺陷的相关研究,形成复合材料加工质量评价标准;深入研究复合材料/ 金属的叠层钻削技术,形成成熟的工艺体系;坚持加工设备自主研发,降低对国外设备的依赖。

复合 2024年10月08日 1 点赞 0 评论 145 浏览

热喷涂陶瓷-树脂复合涂层的研究现状

摘要：陶瓷-树脂复合涂层兼具陶瓷材料和树脂材料的优异性能，具有良好的力学性能、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能等，可用于防腐、减摩等领域，是当前热喷涂领域的新兴研究方向。如在先进航空发动机制造领域，通过在陶瓷涂层中添加树脂材料以增加涂层孔隙率，使高温可磨耗封严涂层的可磨耗性显著提升。然而，陶瓷与树脂的热物理性质和化学性质差异较大，导致复合涂层沉积时粒子的熔融沉积行为呈现复杂多样性，对涂层性能的影响规律尚不清晰。目前，国内外对陶瓷-树脂复合涂层的制备和应用开展了大量的研究，在不同热喷涂方法下，陶瓷材料和树脂材料对复合涂层结构、性能的影响取得了显著成果。基于此，本文综述了采用火焰喷涂、等离子喷涂、反应等离子喷涂三种热喷涂技术制备陶瓷-树脂复合涂层的国内外相关研究；比较分析了喷涂过程中，不同热喷涂技术对陶瓷材料与树脂材料的影响规律；梳理了等离子喷涂工艺的优化方法；展望了未来陶瓷-树脂复合涂层的研究重点与应用方向。

复合 2024年05月22日 1 点赞 0 评论 127 浏览

碳纳米管增强铝基复合材料界面与晶粒调控研究进展

摘要：随着碳纳米管增强铝基复合材料制备工艺的不断完善，碳纳米管的难分散问题被妥善解决，复合材料的强度有所提高，但复合材料的高模量、高强度没有得到充分利用，并出现“强度–塑性”倒置现象。本文总结了近年来对碳/铝复合材料界面结构、晶粒结构与复合构型设计的调控手段，讨论了界面结构强度对碳纳米管载荷传递效率的影响，分析了出现倒置现象的原因，并针对复合材料塑韧性差的问题，提出了调控思路，为制备强度高、韧性强的碳纳米管增强铝基复合材料提供依据。

复合 2024年09月26日 1 点赞 0 评论 141 浏览

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 135 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 229 浏览