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机器学习在复合材料领域中的应用进展

机器学习在复合材料领域中的应用进展

摘要：复合材料因其密度低、比模量高、比强度高等优势成为汽车轻量化的重要材料。但因复合材料所涉及材料参数相对庞杂，成本高、周期长的传统复合材料研究方法已无法适应目前复合材料的发展趋势。近年来，基于数据挖掘的机器学习具有高效、高精等优势，为解决上述复合材料领域现存困境提供了新思路。通过阐述机器学习技术的基本原理、应用流程以及典型算法，总结其在复合材料领域的应用可行性。分析了机器学习在复合材料的微观结构表征、力学性能预测、复合材料优化设计、加工制造模拟速度四个方面的研究进展。分析表明，机器学习可用于复合材料研究领域，且具有较高的预测精度和可靠性。最后分析了机器学习在该领域的问题与挑战，为其未来研究方向和发展提出展望。
复合 2024年09月11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
激光增材制造网状结构金属基复合材料的研究进展

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
连续氧化铝纤维及其复合材料的研究进展

连续氧化铝纤维及其复合材料的研究进展

摘要：连续氧化铝纤维是新一代耐高温热端构件主力原材料，具备熔点高、热导率低、绝缘性好、抗化学侵蚀能力强及高比强等特性。该材料用于制备耐高温高强、防隔热陶瓷基复合材料，广泛应用于航空、航天、船舶、热电、石油化工、半导体、汽车以及高温炉膛等高端领域。国外氧化铝纤维及其复合材料已形成产品化并实现了构件应用，国内在该领域起步较晚，近10年左右时间实现了从基础研究到应用研究的跨越式发展。本文归纳介绍了国内外氧化铝纤维及其复合材料的发展历程、制备工艺、研究现状及产业布局情况，并提出了当下存在的问题以及后续发展重点。
复合 2025年03月10日
镁基复合材料增材制造技术研究进展

镁基复合材料增材制造技术研究进展

摘要：镁基复合材料通过基体与增强体的协同配合，克服了传统镁合金绝对强度和刚度较低、承载能力较差的难题，而增材制造技术的强成形能力、高制备精度、短制备周期为定制复杂结构且组织均匀的镁基复合材料提供可能。因此，本文从镁基复合材料的组成出发，简单介绍传统制备方式后，归纳梳理了镁基复合材料增材制造技术的研究进展，总结不同制造过程中工艺参数对成形件组织和性能的影响规律，最后在分析所存在的问题和挑战的基础上，对镁基复合材料增材制造技术未来的研究方向进行聚焦和展望。
复合 2024年11月14日
静电纺丝技术制备聚合物基MXene增强电磁屏蔽复合材料研究进展

静电纺丝技术制备聚合物基MXene增强电磁屏蔽复合材料研究进展

摘要：随着电子信息技术的发展, 电磁波污染已经严重影响了人类健康和社会进步, 因此急需开发出一种高效的电磁干扰(electromagnetic interference, EMI)屏蔽材料. 静电纺丝技术可以制备出柔韧性好的超薄多孔纤维膜, 电磁波能够在纤维膜内部进行多次反射而被消耗. MXene作为一种新型的二维(2D)材料群体, 具有高比表面积、高导电性以及易加工性, 是一种潜在的EMI屏蔽材料. 因此, 将静电纺丝技术和MXene材料相结合, 能够制备出多功能的聚合物基MXene增强电磁屏蔽复合材料. 本文首先介绍了静电纺丝技术的概念、原理及其影响因素, 其次,分析了MXene材料的组成和制备方法, 最后, 讨论了静电纺丝技术制备聚合物基MXene增强电磁屏蔽复合材料的最新进展并对未来聚合物基MXene增强静电纺丝复合材料在电磁屏蔽领域的发展做出展望.
复合 2025年05月27日
航天先进复合材料研究进展

航天先进复合材料研究进展

摘要 ：先进复合材料是各类航天飞行器热防护和结构系统的关键材料，决定了飞行器的先进性与可靠性。 本文介绍最近几年国内外在陶瓷基热结构、超高温低烧蚀防热、树脂基轻质烧蚀防热、高性能热透波、高温 高效隔热及结构复合材料等领域的代表性研究工作，并结合航天飞行器发展需求，对未来航天先进复合材料 发展方向进行了探讨。
复合 2024年01月08日
金属基复合材料产业化及标准现状

金属基复合材料产业化及标准现状

摘 要：本文总结了国内外金属基复合材料的应用领域及产品应用现状，对现有金属基复合材料标准、规范进行了分析、比 较，提出了我国金属基复合材料标准体系框架设想，指出建立我国金属基复合材料标准体系搭建的必要性，以期尽早形成与 我国科研、生产相匹配的金属基复合材料标准体系。
复合 2024年01月08日
非金属矿物强韧氧化物陶瓷基复合材料研究进展

非金属矿物强韧氧化物陶瓷基复合材料研究进展

摘要：氧化物陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、高耐磨损性、低线膨胀系数、抗氧化、耐高温、耐化学腐蚀和抗高温蠕变等优点，在制造业、航空航天、齿科修复等领域得到广泛应用。非金属矿物与氧化物陶瓷基复合材料的有效复合，不仅能够发挥我国典型非金属矿物的资源赋特征和结构特点，也能够降低氧化物陶瓷基复合材料强韧化成本、提高制备过程的可控性。本文重点介绍了白云石、电气石、海泡石等三种非金属矿物在强韧氧化物陶瓷基（Al2O3、ZrO2和“磷酸钙-高岭土-石英”）复合材料方面的研究进展，归纳了非金属矿物的组分、结构等对氧化物陶瓷基复合材料强韧化的作用成效，并对其发展趋势进行了展望。
复合 2025年03月11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