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静电纺丝增韧碳纤维复合材料研究进展

静电纺丝增韧碳纤维复合材料研究进展

摘要：碳纤维复合材料因性能优异而被广泛应用于许多尖端领域, 以碳纤维增强树脂基复合材料为主要代表。然而, 树脂基体自身的脆性, 以及复合材料较差的层间断裂抗性仍然是阻碍碳纤维复合材料发展的瓶颈。静电纺丝是一种高效且灵活的纳米纤维制备方法, 所制备的纳米纤维具有高孔隙率、低密度、高比表面积等优点, 可以通过改善碳纤维表面、增强树脂基体以及两者之间的界面黏结作用, 实现多种机理的层间增韧。本文从树脂基体切入, 分为层间颗粒增韧、层间纤维膜增韧及复合纳米增韧三部分讨论了近三年的研究成果, 并指出了层间增韧领域未来的研究方向。
复合 2025年10月30日
碳纤维增强树脂基复合材料本构模型研究进展

碳纤维增强树脂基复合材料本构模型研究进展

摘要: 碳纤维增强树脂基复合材料具有高比强度、高比模量、耐腐蚀性、耐热性和热稳定性等优异性能，在航空航天、交通运输和新能源等领域得到了广泛应用。目前，碳纤维复合材料的本构模型通常采用实验法或者有限元法得到，但因其复杂的材料结构和多轴加载失效机制，材料的本构模型构建更具有挑战性。本文系统综述了文献报道的有关碳纤维增强树脂基复合材料本构模型的相关研究进展。首先，概述了碳纤维增强树脂基复合材料本构模型构建的研究现状；其次，从单向碳纤维复合材料本构模型入手，分别阐述碳纤维和树脂基体的应力应变关系，以及复合材料的本构计算方法；再次，分析三维编织复合材料的力学结构，将单向碳纤维复合材料本构模型扩展到多向碳纤维复合材料渐进损伤本构模型；最后，对碳纤维增强树脂基复合材料本构模型的发展趋势进行了展望。
复合 2026年03月06日
仿生二维过渡金属碳/氮化物/高分子纳米复合材料

仿生二维过渡金属碳/氮化物/高分子纳米复合材料

摘要：二维过渡金属碳/氮化物(MXene)/高分子纳米复合材料，兼具MXene 纳米片的高力学强度和功能特性(如导电、导热、电化学储能、光热转换、生物相容和诱导骨再生等)与高分子材料的柔韧性，在航空航天、柔性电子、能源、生物医学等领域具有巨大的应用前景。然而，MXene 和高分子在组装过程中存在界面作用弱、取向度低、孔隙缺陷等关键科学问题，导致纳米复合材料宏观性能远低于预期值，且重复性差，限制了实际应用。天然鲍鱼壳具有优异的力学性能，主要是由于碳酸钙片和有机基质之间丰富的界面作用，以及碳酸钙片紧密堆砌、取向排列的层状结构，这为仿生组装MXene 和高分子提供了新启示。基于此，本文首先介绍了MXene 纳米片的本征力学、电学和热学性能，阐述了天然鲍鱼壳微观结构和力学性能之间的构效关系，综述了仿生MXene/高分子纳米复合材料(bioinspired MXene/polymernanocomposites, BMPNs)的研究进展，重点分析了如何设计MXene 层间界面作用、提高MXene 纳米片取向度以及消除材料的孔隙缺陷，并总结了BMPNs 在电磁屏蔽、焦耳热、光热转换、热传导、热伪装、柔性电极、盐差发电、膜分离以及骨再生等领域的应用。最后，讨论了BMPNs 研究领域的挑战，并展望了未来发展方向，希望能推动BMPNs 的实际应用发展。
复合 2026年03月25日
导电纳米材料用于树脂基复合材料成型过程和结构健康监测的研究进展

导电纳米材料用于树脂基复合材料成型过程和结构健康监测的研究进展

摘要：导电纳米材料( 如碳纳米管、石墨烯等) 凭借其优异压阻特性，在复合材料的层间增强增刚、电磁屏蔽和结构健康监测中应用广泛。这类材料通过粉体、薄膜或纤维等形式集成于复合材料内部或表面，通过电阻响应实现从制造工艺优化到服役状态监测的全生命周期智能感知。当前研究聚焦于解决导电填料的分散机制、导电网络电信号的演变规律、响应灵敏度的提升等核心问题。本文系统阐述了导电纳米材料在树脂基复合材料成型固化过程、流动前锋/渗透率测量、复合材料损伤以及应力应变监测等领域的最近研究进展，突破了传统离线检测的局限。导电纳米材料的工业应用可拓展至航空航天、风电新能源、轨道交通等高端装备和民用可穿戴设备等领域，为大型复合构件的全流程质量管控提供了创新解决方案。
复合 2026年04月28日
超高温复合材料与高温合金钎焊连接钎料选择及残余应力调控研究进展

超高温复合材料与高温合金钎焊连接钎料选择及残余应力调控研究进展

摘要：超高温复合材料与高温合金异质连接构件不仅可以充分发挥超高温复合材料耐极端高温和轻量化优势，还可以兼顾高温合金优异的加工性能和力学性能，在航空及航天发动机等重大装备领域具有广泛的应用需求. 然而，由于超高温复合材料与高温合金在物理及化学性质上存在显著差异，如何实现二者的高性能、高可靠钎焊连接一直是国内外研究人员关注焦点问题.文中综述了超高温复合材料与高温合金主要钎焊连接方法，阐述了二者钎焊连接时存在的主要难题，并针对存在的难题，从钎料选择与设计、接头残余应力预测与调控等两个方面重点阐述了Cf /C，Cf /SiC，SiCf /SiC 和ZrB2-SiC-C 等超高温复合材料与高温合金的钎焊连接研究进展，在此基础上，对超高温复合材料与高温合金异质钎焊连接的发展方向进行了展望.创新点： (1) 总结了超高温复合材料与高温合金主要钎焊连接方法及存在的主要难题.(2) 从钎料选择与设计、接头残余应力预测与调控等阐述了超高温复合材料与高温合金的钎焊研究进展.
复合 2026年06月01日
先进导电铜基复合材料设计与制备研究进展

先进导电铜基复合材料设计与制备研究进展

摘要：铜基复合材料具有高强度、高导电、高导热、耐高温、耐磨、耐电弧烧蚀等优良性能，有望成为未来苛刻服役环境下的关键基础导电材料之一。本文对导电型铜基复合材料的典型材料体系、主要制备技术以及组织性能等进行了归纳和总结，分析了原位制备方法的基本原理和特点，阐述了多种类型高强高导铜基复合材料组织特征与综合性能的关系规律，并展望了未来研究所面临的问题及挑战。
复合 2026年07月07日
Nb元素对铜-金刚石复合材料界面改性的研究

Nb元素对铜-金刚石复合材料界面改性的研究

摘要:采用粉末冶金法制备铜/金刚石复合材料,研究不同含量活性元素 Nb对铜界面改性的影响机制以及对铜/金刚石复合材料的热导率的影响,利用 XRD、SEM、EDS和导热系数测定仪分析复合材料的界面和热导率.结果表明,随着 Nb含量的添加,能够在烧结过程中形成碳化物界面层,铜和金刚石界面缺陷逐渐减少,界面结合逐渐转好.在1%的含量时,复合材料的热导率达到370.3W/(m•K),相比纯铜/金刚石复合材料提高1.34倍,但当含量超过１vol%,碳化铌中间层变厚,由于 碳化铌自身热导率较低,导致复合材料的热导率降低.
复合 2025年04月11日
反应熔渗法制备超高温陶瓷基复合材料研究进展

反应熔渗法制备超高温陶瓷基复合材料研究进展

摘要：超高温陶瓷基复合材料（ultra−high temperature ceramic matrix composites，UHTCMCs）因其优异的高温稳定性、抗氧化及抗烧蚀性能，成为高速飞行器热防护系统的核心候选材料。反应熔渗法（reactive melt infiltration，RMI）凭借成本低、操作简单、制备周期短、可成形复杂构件且所得材料致密度高的优势，成为制备UHTCMCs 的关键工艺。系统阐述了RMI 工艺的基本原理和反应动力学机制，回顾了该工艺从单组元改性向多元复合体系演进的发展历程。在此基础上，重点分析了采用RMI 制备的纯组元（如C/C−ZrC、C/C−SiC）、二元（如C/C−SiC−ZrC、C/C−ZrC−TiC 等）及多元（含高熵）UHTCMCs的微观结构、力学性能与抗氧化烧蚀性能之间的内在关联。分析表明，纯组元体系性能提升有限，二元体系通过组元互补初步实现性能协同，而多元体系则因固溶强化效应、高熵晶格畸变及烧蚀过程中形成的多相致密氧化保护层等因素，展现出更为优异的综合力学性能与宽温域抗烧蚀能力。最后，指出了RMI 制备UHTCMCs 面临的关键挑战，包括高熔点组元导致熔渗温度过高损伤纤维、残留低熔点相影响高温性能、多组元陶瓷相精准调控困难等，并对未来反应熔渗理论体系的完善、低温熔渗工艺优化及大尺寸复杂构件制备等发展方向进行了展望。
复合 2026年08月28日
C/C复合材料表面陶瓷涂层研究进展

C/C复合材料表面陶瓷涂层研究进展

摘要：在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层，将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来，是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富，工艺简单，耗时短，制备成本相对较低，既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能，又不会显著影响基体的高温力学性能，有力地促进了C/C复合材料在航空航天领域的应用。本文从涂层的结构和成分出发，对现有涂层体系进行了梳理，再结合涂层的化学组成特点，系统综述了表面陶瓷涂层领域的最新研究进展，并对多种纳米结构增强涂层策略进行分析，最后展望了表面涂层技术面临的新挑战和发展方向。
复合 2025年10月31日
激光增材制造Inconel 718基复合材料及力学性能

激光增材制造Inconel 718基复合材料及力学性能

摘要：Inconel 718（IN718）合金具有优异的高温强度、高延展性和良好的耐蚀性，在航空航天及能源等领域有广阔应用前景。然而，IN718合金较低的硬度和耐磨性严重限制了其应用领域拓展。针对此问题，可行的解决策略之一是对IN718合金进行表面或基体的组成/结构改性。激光增材制造方法可有效地调控复合材料的组成和显微结构，从而优化其综合力学性能。本文首先介绍了N718基复合材料的性质特点和改性思路，随后明确了IN718基复合材料激光增材制造方法的优越性和局限性，并且概括了激光增材制造IN718基复合材料的显微结构及力学性能的演变规律，最后总结了IN718基复合材料的组成设计、制备方法改进、显微结构调控和力学性能优化等方面的关键科学问题，进而对本领域研究的未来发展方向作出了展望。
复合 2026年03月26日