智能复合材料的研究进展
摘要：智能复合材料作为一种新型高技术材料，兼具结构与功能双重特性。根据近几年来智能复合材料的研究现状，介绍了几种主要的智能复合材料，形状记忆复合材料、自修复智能复合材料、压电智能复合材料、电／磁流变智能复合材料及纤维素智能复合材料，简述了智能复合材料领域当前研究热点，介绍了该领域中存在的一些问题，展望了智能复合材料的发展前景。
连续纤维增强陶瓷基复合材料3D打印：研究进展与挑战
摘要：连续纤维增强陶瓷基复合材料(continuous fiber reinforced ceramic matrix composites, CFRCMCs)具有低密度、高强度、优异的高温稳定性与化学稳定性等性能，在航空航天、核工业、化工以及交通运输等领域都有着重要应用。近几年，3D打印技术的发展为复杂异形 CFRCMCs构件的预制体成形提供了创新途径。然而CFRCMCs 的3D打印技术仍处于起步阶段，面临着成形设备、成形工艺和成形原理等方面的重大挑战。因此，对 CFRCMCs的3D打印研究进展与挑战进行归纳与分析具有重要意义。本文首先对常见3D打印技术进行简单介绍；其次，总结 CFRCMCs的3D打印研究进展，具体包括基于热塑性原料的熔融沉积3D 打印、基于水系浆料的墨水直写3D打印、机械辅助的墨水直写3D打印、基于光敏浆料的光固化3D打印等；最后，从纤维与陶瓷界面、缺陷表征与控制、陶瓷化与致密化、自动化与智能化制造、结构功能一体化、4D打印、自修复以及标准等方面对CFRCMCs的3D打印挑战进行分析。期望为CFRCMCs 3D打印相关的基础科学与关键技术研究提供一定参考与指导。
碳纳米管/有机硅树脂吸波气凝胶及其复合材料的制备与性能
摘要：基于溶胶-凝胶方法，制备不同比例多壁碳纳米管改性有机硅树脂(CNT/OSR) 气凝胶和针刺石英纤维增强CNT/有机硅树脂气凝胶(QF/SC) 复合材料，探究CNT 含量对有机硅气凝胶及其复合材料的微观结构、防热性能和吸波性能的影响规律。研究结果表明：进行物理修饰后的CNT 与有机硅树脂表现出良好的相容性，构建起了微导电、导热通道；改性后树脂的热稳定性有了明显提升，当CNT 的质量分数为15wt%时，失重10wt% 对应温度Td10 提升111.1℃；QF/SC复合材料热导率在0.054~0.075 W/(m·K) 之间，经600 s表面温度达1 000℃的烧蚀后，最大背温为145.1℃；引入碳纳米管的QF/SC复合材料介电性能显著提高，实测8~18 GHz内反射率峰值和有效带宽分别达到−29 dB和3GHz。该项工作有望在航空航天科学和工业领域实现新的应用。
氧化石墨烯/聚酰胺纳米复合材料研究进展
摘要：石墨烯具有优异的光学、电学和力学性质，石墨烯/聚合物纳米复合材料受到了学术界和产业界的共同关注。近年来，氧化石墨烯/聚酰胺纳米复合材料在提高材料性能、拓展下游应用方面取得了突破。文中综述了氧化石墨烯、还原氧化石墨烯和功能化氧化石墨烯与不同聚酰胺复合的研究进展，总结了原位聚合、熔融复合和溶液共混等制备方法，讨论了氧化石墨烯的功能化方法以及纳米复合材料的化学结构、热性能、力学性能、电化学性能及应用，同时对该领域的发展和面临的挑战进行了探讨。
氮化硼颗粒增强铝基复合材料研究进展
摘要：铝基复合材料作为一种轻质高强度材料具有广泛的应用前景。本文综述了当前氮化硼纳米颗粒增强铝基复合材料的研究进展，通过液相法和固相法的分类详细介绍了搅拌铸造、超声辅助铸造、选择性激光熔化(SLM)、热挤压等制备氮化硼纳米颗粒增强铝基复合材料的方法，总结了所制备复合材料的力学性能和功能特性。最后指出了不同制备方法存在的问题，并且对氮化硼纳米颗粒增强铝基复合材料的未来进行了展望。
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。
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。
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。
合成温度对石墨烯/Ca(OH)2纳米复合材料制备及性能的影响
摘要：纳米Ca(OH)2对风化后的大理岩石质文物有良好的加固效果，在较低温度下得到性能优异的纳米颗粒对其成本降低和推广应用有重要意义。本研究通过调节反应温度，引入石墨烯量子点，制备得到了一系列石墨烯/Ca(OH)2 纳米复合材料，并采用TEM、激光粒度仪、Raman、FTIR、UV-Vis、XRD、SEM、分光测色仪、压汞仪、硬度计、超声波测速仪等对材料形貌组成、相对动力学稳定性、碳酸化反应和模拟样品加固性能进行分析研究。结果表明反应温度的适当升高有利于石墨烯与Ca(OH)2 的复合，以及纳米颗粒粒径的减小，在80℃ 下得到的产物相对动力学稳定性、碳酸化速率和加固性能较好；随着温度继续升高，90℃ 及以上所制备的材料转变为球状结晶，而且碳酸化后部分会保持为亚稳态球霰石物相，并未表现出更好的加固性能。
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。
