列表

碳纤维复合材料固化过程的非均匀温度场重构技术研究

碳纤维复合材料固化过程的非均匀温度场重构技术研究

摘要：在高端制造领域，碳纤维复合材料的应用十分广泛，而其固化过程中存在的非均匀温度场对构件成型质量有极大影响。基于此，本工作聚焦于复合材料的固化过程，引入三次样条插值方法，针对其非均匀温度场开展重构技术的研究。首先，对比验证了提出的数值模拟方法的有效性和准确性；然后，利用该方法对碳纤维复合材料固化过程的温度场进行数值模拟，同时对模拟结果进行分析，总结了厚度变化对温度场的影响规律以及温度峰值时刻厚度方向的温度场分布规律；最后，通过算法在稀疏监测样本的情况下，对复合材料固化过程中温度峰值时刻沿厚度方向的平面温度场进行重构，同时针对监测点位的数量和布局开展重构精度影响规律分析。研究结果表明：本工作所用的重构方法可以在较少监测点位信息的情况下，很好地对复合材料固化过程中的非均匀温度场进行重构，且重构精度较高，平均误差约为1.46%，最大误差约为10.55%。
复合 2026年04月30日
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

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
耐极端烧蚀环境C/C复合材料研究进展

耐极端烧蚀环境C/C复合材料研究进展

摘要：C/C 复合材料是空天飞行器热端部件关键的热结构材料，但高温易氧化烧蚀特性限制了其在极端环境下的应用。因此，如何提高C/C 复合材料的抗烧蚀性能尤为重要。系统综述了近年来国内外抗烧蚀C/C 复合材料的研究进展，围绕基体改性、涂层防护和基体改性-涂层一体化3 个方面展开阐述。在基体改性方面，基于组元特性差异将材料分为单相陶瓷、复相陶瓷、多组元及高熵陶瓷改性C/C 复合材料，揭示了陶瓷氧化产物的阻氧抗烧蚀机制。涂层技术重点剖析了单层涂层、多层梯度复合涂层、微/纳结构增韧涂层及嵌入结构界面涂层的设计原理与烧蚀行为，阐明了界面匹配优化对于缓解涂层热失配和抗烧蚀性能的作用机理。最后，面向极端烧蚀环境应用需求展望了C/C 复合材料在氧化烧蚀机理分析、复合材料的结构和组分优化、构件的功能设计及高效低成本制备工艺等方面的发展方向。
复合 2025年11月05日
自控温复合材料的制备与性能

自控温复合材料的制备与性能

文摘：为解决航空领域现存在的热控系统质量重、体积大的问题，本文以室温硫化硅橡胶为基体，炭黑（CB）、碳纳米管（CNTs）和镍（Ni）为导电填料，并且添加一系列助剂，采用溶液共混法制备室温硫化硅橡胶基PTC材料，并对其进行阻-温性能测试和自控温性能测试，验证了复合材料的PTC效应及温控能力；并对材料的微观结构进行了分析，提出了交链-膨胀结构理论模型。结果表明，当CB/CNTs/Ni混合填充量为16wt%时，复合材料的室温电阻率较低，为19.95Ω·cm，PTC强度较高，为4.73，并且在经过300次冷热循环后，仍表现出较好的升温能力和控温能力。TG分析可以看出CB/Ni/CNTs的加入提高了硅橡胶的耐热性能；通过SEM分析可以看出，极大长径比的CNTs具有一定抑制CB团聚的作用；通过XRD分析可以得出导电填料在硅橡胶基质中分散较为均匀的结论。基于微观结构的分析，对内部导电网络通道和结构变化进行对比分析，构建了影响PTC效应的因素分析模型，为解决航空领域的热控系统减重问题提供了可行性参考。
复合 2025年11月10日
金属基复合泡沫材料基体及力学性能研究进展

金属基复合泡沫材料基体及力学性能研究进展

摘要：金属基复合泡沫（metal matrix syntactic foam，MMSF）是由空心微球和金属基体复合而成的一种新型多孔复合材料。本文总结了近些年有关铝基、镁基和钢基等复合泡沫研究的进展情况，并分类概述了不同基体材料的选择和制备工艺对金属基复合泡沫组织结构和力学性能的影响。结果表明，基体材料是金属基复合泡沫的重要组成部分，并直接影响其结构和性能。铝及其合金具有密度小、强度高、可塑性好等特点，是金属基复合泡沫中应用最广泛的基体材料之一。镁及其合金也有低密度、高强度、延展性好等特点，也是一种重要的金属基体材料。钢基复合泡沫的抗压强度和吸能能力优于大多数铝、镁基复合泡沫，并且在受力过程中表现出较好的变形状态，但是其密度普遍高于铝、镁基复合泡沫材料。以高熵合金作为复合泡沫材料基体是一个新的研究方向，该种材料表现出优异的性能。由于高熵合金内部结构复杂，需对制备出的复合泡沫微观结构及力学性能做进一步研究。除了金属基体材料，填充材料、制备工艺、孔隙率、界面反应、后处理技术等都对金属基复合泡沫的结构和性能有着很大的影响。
复合 2026年02月09日
石墨烯/高分子复合材料研究进展的可视化分析

石墨烯/高分子复合材料研究进展的可视化分析

摘要：为了解石墨烯/高分子复合材料研究领域的研究现状，利用CiteSpace 软件对2004—2023年期间该领域的文献进行可视化分析，通过主题检索构建数据集，从时间分布、国家合作、机构合作及文献共被引分析该研究领域的发展情况。石墨烯/高分子复合材料领域研究活跃，中国、美国、印度为主要研究力量，中国的发文数占所有国家发文数的45%；电磁干扰、热导率及石墨烯纳米片是该领域的三个主要聚类，近期的研究热点为石墨烯/高分子复合材料用于电磁干扰，掺入石墨烯的高分子材料具有高电磁屏蔽效率。突变性分析结果表明，近期该领域的研究趋势为石墨烯增强复合材料，在低添加量下，石墨烯对复合材料力学性能的增强效果显著。
复合 2025年04月22日
工程视野下的高性能碳纤维材料发展现状分析

工程视野下的高性能碳纤维材料发展现状分析

摘 要: 高性能碳纤维物化性能优越，是航空航天等重大工程急需的关键材料，属于国家战略性资源。因国际封锁，以及国内生产水平有限，目前尚无法完全满足市场和战略性需求。介绍了高性能碳纤维的发展历程和现状，并基于工程科学理论知识，分析了高性能碳纤维材料的制造流程，梳理了全流程中的“卡脖子”问题，对其发展面临的一系列问题进行了探讨。认为对于类似高性能碳纤维这样的重大工程中的关键材料，应采用工程思维对其制造的全流程进行流程工程学研究，通过提升关键材料制造水平辐射带动相关基础学科发展和机械制造自动化、智能化升级。
复合 2025年02月08日
铝基碳化硅复合材料超快激光表面加工研究现状

铝基碳化硅复合材料超快激光表面加工研究现状

摘要：铝基碳化硅（SiC/Al）复合材料具有高强度、低密度等优异性能，广泛应用于航空、航天等领域。然而，SiC/Al复合材料的硬度和熔点都较高，电火花、机械加工等传统加工方法存在加工效率低、质量一致性差等问题。近年来，超快激光因具有极短脉冲宽度、极高脉冲能量等特点，有望成为SiC/Al复合材料新的高效高质表面加工方法。阐明材料对激光能量的吸收及传递是揭示超快激光加工复杂物理化学过程的首要解决的问题。此外，明确材料的去除机制是实现高精高效超快激光加工的关键，为按需制备表面微纳功能性结构提供了理论基础。因此，针对SiC/Al复合材料超快激光表面加工过程，总结了超快激光与材料相互作用时的能量吸收、能量传递和材料去除机制的研究现状；其次，分析了SiC/Al复合材料超快激光表面微纳结构制备工艺与表面润湿性、胶接性能等应用现状；最后，梳理了SiC/Al复合材料超快激光表面加工目前面临的挑战和未来发展趋势。
复合 2026年06月09日
商用航空发动机复合材料风扇叶片应用与制造工艺进展

商用航空发动机复合材料风扇叶片应用与制造工艺进展

文摘：为了借鉴和参考国外复合材料风扇叶片的研制与发展经验，深入研究了其在商用航空发动机上的应用进展，详细论述了复合材料风扇叶片经历的从早期探索到成熟应用，再到未来展望的三个发展阶段。通过介绍国外三家航空发动机OEM厂商所采用的三种核心制造技术——即预浸料手工铺放结合热压罐固化成型工艺、3D-WOVEN结构与RTM成型工艺以及预浸料自动铺丝结合热压罐固化成型工艺，并对比分析这三种预制体制造工艺的特点。本文全面展现了复合材料风扇叶片的生产工艺、制造要点及其未来发展方向。事实表明，复合材料风扇叶片已成为现代商用航空发动机的显著特征，并且是先进航空发动机发展的必由之路。因此，国内研制单位应积极吸收国外积累的研制经验，充分利用国家发展提供的良好机遇，深入挖掘并实践更多的材料体系与工艺工程细节，以期早日实现国产复合材料风扇叶片的应用拓展，从而进一步提升我国航空发动机的性能水平。
复合 2025年11月12日
基于电场驱动微3D打印复合增材制造银/铜/镍基金属网格透明天线

基于电场驱动微3D打印复合增材制造银/铜/镍基金属网格透明天线

摘要：金属网格透明天线在5G/6G 通信、智能驾驶、可穿戴电子等领域应用广泛。然而随着通信技术的快速发展，透明天线的迭代升级速度加快，当前高性能金属网格透明天线的低成本、快速、灵活制造是制约其产品设计、性能验证以及商业化应用最大的技术瓶颈。针对这一挑战性难题，提出一种银/铜/镍基复合金属网格透明天线，具有高导电性、低导体损耗的优势；提出了一种基于电场驱动微3D 打印的复合增材制造方法实现多材料复合金属网格微结构的灵活快速制造。该技术通过电场驱动喷射沉积微3D 打印实现任意形状导电图案的灵活制造，并结合电镀的体成型特点实现高性能复合金属天线的快速制造。通过实验揭示了打印、电镀工艺参数对金属网格精度和质量的影响及规律。基于提出的方法及优化的工艺参数，设计并制造了中心频率2.45 GHz 的透明微带天线，线宽20 μm，周期500 μm，方阻0.29 Ω/sq，透光率78%，实现了2.24 dB 的峰值增益和38.26%的辐射效率。结果表明，该方法通过成型银/铜/镍结构，克服了传统工艺制造的金属网格透明天线方阻高、增益和辐射效率低的问题，克服了制造存在的成本高、效率低(如光刻)或分辨率低(如喷墨打印)的问题，在高性能透明天线快速迭代开发上具有显著优势，具有工业化应用前景。
复合 2026年02月10日