先进复合材料在高端和一般产业领域的最新发展
摘要:先进复合材料（ACM）的快速成型技术以及碳纤维增强热塑性树脂（CFRTP）界面的纳米水平控制技术和碳纤维表面处理技术的同步发展，使ACM在汽车结构材料、风电叶片、飞机及其他产业领域的应用，呈现快速发展的趋势，而且增强纤维的选用也呈现多样化的趋势。此外，政策的导向和各国节能减排法规的强化，都助推了ACM在这些相关产业领域的应用和发展。
碳纤维/聚合物复合材料热导率近十年研究进展
摘要 ：本文综述了过去十年间在提升碳纤维增强聚合物(CFRP) 复合材料热导性能方面取得的进展。具体从聚合物复合材料的导热原理入手，重点分析了碳纤维(CFs) 自身对CFRP 复合材料热导率的影响，包括含量、长度、取向等。此外，综述了提升CFRP 复合材料热导率的4 种方法，包括CFs 表面改性、CFs 定向处理、加入导热填料及构建三维连续导热通道等策略对改善CFRP 复合材料热导率的作用。最后进行了展望，将CFs 同向排列并与多种形状尺寸的高热导率填料耦合构建连续的导热通道，制备低负载填料、高热导率的CFRP 复合材料将成为未来的研究方向，为下一代导热材料的开发和优化提供指导。
金刚石及其复合材料增材技术研究进展
摘要：金刚石在硬度、热导率、热震性能以及强度等多个性能方面具有其它材料无可比拟的优势，自金刚石人工合成后，在工业中的应用越来越广，相应的制备和应用技术也得到了快速发展，增材制造技术的出现更是为金刚石的应用带来了新的机遇。文中对金刚石及其复合材料的增材制造技术进行了系统的阐述，介绍了金刚石及其复合材料的主流增材制造技术，概述了增材制造过程的质量影响因素，梳理了主要的金刚石及复合材料结构，归纳了不同结构、不同材料的主要应用领域。结合国内外相关技术的发展现状，总结了金刚石及其复合材料增材制造技术面临的问题，提出了后续的发展建议，以期为金刚石及其复合材料的进一步研究和应用提供参考。创新点： (1) 从主流的金刚石及复合材料结构出发，阐述了国内外有关金刚石及其复合材料增材制造的研究及应用。(2) 提出金刚石及其复合材料增材制造技术面临问题，并对其发展趋势进行展望，具有重要的理论指导意义。
石墨烯-聚苯乙烯复合材料的制备及阻燃性能研究
摘要: 采用溶液共混法制备了石墨烯-聚苯乙烯复合材料,通过XRD、SEM、FT-IR、力学性能测试、热失重分析、导热系数及THR分析等手段,研究了复合材料中氧化石墨烯(GO)的质量分数对复合材料物相结构、微观形貌、力学性能、热性能和阻燃性能的影响。结果表明,聚苯乙烯吸附在GO 表面,GO 与聚苯乙烯复合后增大了表面粗糙度,复合后没有改变聚合物的链结构。适量GO 的掺杂改善了石墨烯-聚苯乙烯复合材料的力学性能,PG-6%的复合材料的拉伸强度、断裂延伸率、弹性模量均达到最大值,分别为38.8MPa、10.37%和1505MPa,相比纯PS分别提高了26.38%、8.06%和31.90%。复合材料的导热系数和热扩散系数均随GO 占比的增大而先增大后降低,PG-6%复合材料的导热系数和热扩散系数达到最大值,分别为0.170 W/(m·K)和0.171mm2/s。适量GO的添加改善了复合材料的阻燃性能,使点燃难度增加,放热率降低,PG-6%的复合材料的阻燃性能最优,FPI最高为0.386。
三维编织复合材料冲击损伤分布的温度和结构效应
摘要：三维编织复合材料是通过纤维束编织和基体成型制备得到的复合材料, 能以“近净成型”的方式实现材料结构一体化制造复杂外形结构件, 减少装配连接数量. 该材料已经在航空航天、高速车辆和重要民用设施中得到广泛应用. 我们采用高速摄影记录冲击变形过程, 用计算机断层扫描(CT)技术和有限元方法表征三维编织碳纤维/环氧树脂复合材料在多次冲击加载下的内部损伤分布与环境温度、细观结构间的关系. 研究发现, 温度增加,树脂由脆性失效变为韧性失效, 界面黏结强度降低, 失效模式变为纤维/树脂界面开裂和树脂脱黏; 编织角增加,失效模式由界面开裂转变为树脂脱黏开裂和界面开裂同时发生, 抗冲击容限提高, 吸收能量增加导致局部温升提高; 冲击次数增加, 冲击损伤的积累导致增强体变形、界面开裂和树脂脱黏有明显的累加效应.
碳纤维增强树脂基复合材料及其拉索抗低速冲击性能综述
摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer composite，CFRP) 拉索具有轻质高强特性和优异的耐腐蚀疲劳性能，可替代钢拉索应用于桥梁结构中以应对桥梁更大跨度、更恶劣服役环境的需求。然而，CFRP 拉索较差的抗低速冲击性能导致其在服役期间面临车辆、落石等撞击的威胁。为全面了解CFRP的抗冲击性能，促进CFRP拉索在工程结构中的应用，本文对CFRP 及其拉索的基础动态力学性能、冲击响应及损伤失效研究现状进行了总结。现有研究表明：CFRP具有应变率敏感性，但CFRP的应变率效应尚不明确，需建立包含全应变率范围的力学性能数据库；CFRP层合板抗冲击性能研究较为全面，然而截面形式差异、较大的长细比、轴向应力耦合等因素导致CFRP层合板的研究结论不能完全适用于CFRP拉索；现有研究停留在冲击能量、锚固长度及温度对小吨位CFRP拉索抗冲击性能的影响，缺乏对大吨位CFRP拉索抗冲击性能及损伤失效机制的研究；CFRP拉索在车辆撞击下破断时的峰值索力远低于其轴向拉伸破断力，应对拉索进行严格的防撞设计。
超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的研究现状与分析
摘要：超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与碳纤维和芳纶纤维并称当今三大高性能纤维，具备低密度、高抗冲击性能、高断裂强度和模量的特性，同时拥有优异化学稳定性。本文综述了UHMWPE纤维及其复合材料的研究现状和最新进展，包括UHMWPE 纤维和其他几种高性能纤维的性能对比，UHMWPE纤维的典型生产工艺及其对纤维性能的影响，与UHMWPE纤维匹配的树脂基体种类，提高纤维表面粘结性能、耐热性能和抗蠕变性能的改性方法，纤维织造与复合工艺及UHMWPE纤维及其复合材料的应用；最后分析了UHMWPE纤维及其复合材料当前存在的主要问题，探讨了未来可能的发展方向。
高体积分数SiC增强铜基复合材料的制备与性能研究
摘要： 随着现代工业的快速发展，SiC/Cu复合材料以其优异的导电性、高强度、导热性等在电子封装领域有着巨大的应用前景。通过化学镀与粉末冶金法成功制备了高体积分数β-SiC@ Cu/Cu复合材料，并通过金相显微镜、XＲD、SEM等分析手段对其物相、微观组织和热膨胀系数进行了表征。结果表明: 随着SiC体积含量的增加，β-SiC@ Cu/Cu复合材料的致密度、抗弯强度均减小，而复合材料的硬度随之增大;β-SiC@ Cu/Cu 复合材料的抗弯强度达在70MPa以上，热膨胀系数为4.5×10-6～10.0×10-6/℃，满足现代电子封装材料性能要求。
超疏水涂层的制备、性能及应用研究进展
摘要 ：随着材料工程和涂料工业的发展，具有耐腐蚀、自清洁、防雾、减阻或抗结冰等性能的超疏水涂层由于能够满足不同应用领域的功能需求，越来越受到研究人员的关注。此外，通过进一步在涂层内部引入隔热、防冰、阻燃、防腐等功能填料可赋予其多功能性，极大地拓宽了超疏水涂层的应用领域。本文首先对超疏水涂层的原理进行了梳理；进一步阐述了超疏水涂层的经典润湿理论，包括杨氏模型、Wenzel 模型和Cassie-Baxter 模型；随后分析了超疏水涂层不同制备方法的特点，并对各方法的优缺点进行了对比；最后通过介绍掺杂功能填料的多功能超疏水涂层研究进展，指出超疏水涂层存在的主要问题，并对其发展方向进行了展望。
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.
