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 1 点赞 0 评论 468 浏览

面向2035年复合材料构件精确制造发展战略研究

摘要：先进复合材料具有高比强度、高比模量、可设计性好等优点，广泛应用于航空航天、轨道交通等领域的装备制造，是工业发达国家战略必争资源；保障和提升先进复合材料的供给能力，突破大型复杂复合材料构件的设计成形、加工装配、检测修复等精确制造技术，对支撑制造强国建设具有重要价值。本文总结了国内外复合材料构件精确制造技术的发展现状及趋势，从高精密数控缠绕、复合材料自动铺放、复合材料预制体成形、纤维复合材料增材制造、高性能碳纤维生产等方面梳理了复合材料构件精确制造的关键技术与装备；结合基本态势研判了制约复合材料制造技术水平提升的“卡脖子”环节，提出了我国复合材料构件制造技术与装备的发展思路与分阶段发展目标。研究建议，组织建设国家级创新机构，设立国家重大专项支持，加强学科建设和人才培养，加强国际技术交流与合作，着力推动重大科学创新和关键技术突破，为国家重大工程和装备应用提供高质量科技支撑。

复合 2024年03月22日 0 点赞 0 评论 791 浏览

复合固体吸湿材料研究及应用进展

摘要：固体吸湿材料在室内除湿、工艺除湿等应用场景具有重要作用。为解决传统吸湿材料存在的液解、吸湿量小或再生温度高等问题，本文对复合吸湿材料进行综述分析。本文通过吸湿过程、吸附作用等简要介绍固体吸湿材料的吸湿机制，重点介绍近些年来硅胶基、碳基、分子筛基、凝胶基和金属有机骨架(MOF)基复合固体吸湿材料的研究进展，并介绍固体吸湿材料在除湿和制冷、热管理和大气集水中的应用。结果表明，含高吸湿性盐的复合材料，吸湿盐是影响吸湿量的重要因素之一，复合作用主要优化了材料的稳定性及再生温度等性能。凝胶基、MOF 基等新型复合固体吸湿材料比硅胶基、碳基、分子筛基等传统复合固体吸湿材料具有更高的吸湿量和低的再生温度，但是还存在力学性能低，或制备过程复杂、成本高等问题。本文对各类复合吸湿材料的特征进行比较及总结，将为固体吸湿材料的进一步研究及应用提供参考。

复合 2026年06月26日 1 点赞 0 评论 25 浏览

铝基复合材料弹性模量研究进展

摘要：随着高端制造领域对轻质高刚度结构材料需求的持续增长，铝基复合材料因其优异的比强度、导热性和可加工性成为研究焦点。然而，传统铝合金弹性模量较低(约70 GPa)，难以满足高刚度构件的性能要求。为此，研究者通过引入高模量增强相、优化界面结构与组织致密性等策略，致力于改善其弹性响应性能。本文系统综述了近年来铝基复合材料模量提升的研究进展，重点聚焦于增强相设计(陶瓷颗粒、纳米碳材料等)、界面工程(载荷传递机制与残余应力调控)、微观结构调控(粒径、取向、致密度)及制备工艺(粉末冶金、熔体法、增材制造等)的协同作用机理。特别指出，多尺度杂化增强与结构-功能一体化设计正逐步成为实现模量-强度-韧性协同优化的关键路径。最后，本文展望了模量定向调控策略在智能构件及极端环境服役等领域的潜在应用前景。

复合 2026年06月15日 1 点赞 0 评论 48 浏览

高导热金刚石/铜复合材料研究进展

摘要：随着电子器件不断向小型化、集成化及高功率密度方向快速发展，高效散热成为确保设备稳定运行的关键。金刚石因其超高热导率，与高导热金属铜复合有望制备出高导热、低热膨胀系数的先进热管理材料。然而，两相界面的声学性能失配与低界面相容性阻碍了界面间热载流子传输，使得实际制备的金刚石/铜复合材料的热导率远低于理论值。为解决上述问题，研究者围绕理论模型构建、界面结构调控以及微观结构优化等方面展开了系统研究。在理论建模方面，Hasselman-Johnson（H-J）模型、声学失配模型、散射失配模型以及微分等效介质模型分别从不同角度对界面热阻进行了理论表征，但这些模型普遍基于理想界面假设，难以适用于实际复杂结构。在界面改性方面，铜基体合金化与金刚石表面金属化成为当前主流界面改性策略，显著提升了金刚石/铜复合材料的界面结合强度与热传输效率。在结构设计方面，合金元素含量、金刚石晶体取向以及中间层材料的种类与厚度等参数的协同调控是提升复合材料导热性能的关键。基于上述分析，从理论模型构建、中间层组成优化以及厚度控制精度3 个方面提出改进策略，并进一步提出一种体现组分匹配、界面结构与工艺参数协同调控的理想微观结构，旨在为金刚石/铜复合材料工程化应用提供结构设计指导与理论参考。

复合 2026年06月12日 1 点赞 0 评论 94 浏览

纳米碳增强铝基复合材料制备工艺及性能研究进展

摘要：铝基复合材料因其出色的比强度、耐蚀性及较低的成本被广泛用于航空航天产业，而近年来纳米碳增强铝基复合材料凭借其优秀的力学及物理性能逐渐成为了研究热点。综述了为改善纳米碳增强体分散性及Al-C 界面浸润性所采用的球磨及增强体涂镀层等前处理工艺的研究进展，概述了纳米碳增强铝基复材的成型工艺及力学性能，展望了进一步提升铝碳复合材料力学性能的发展方向。

复合 2026年06月10日 1 点赞 0 评论 66 浏览

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 1 点赞 0 评论 74 浏览

金刚石/铜复合材料界面调控策略及界面热传导机制的研究进展

摘要:随着信息技术的快速发展,电子器件的集成度越来越高,电子封装材料的热管理性能面临更高的要求。金刚石/ 铜复合材料因其潜在的高导热性能备受关注,但由于界面润湿性较差和界面声子失配严重,其导热性能未达预期。本文综述了近年来金刚石/ 铜界面热导的最新研究进展,重点探讨了改善界面结合、改善界面载流子失配对界面热导和界面热载流子传输机制的影响,并对今后金刚石/ 铜复合材料的研究与制造前景作出展望。

复合 2026年06月02日 1 点赞 0 评论 113 浏览

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 1 点赞 0 评论 94 浏览

陶瓷基复合材料与金属钎焊研究进展

摘要： 陶瓷基复合材料具有强度高、耐高温等优异性能，在核工业、汽车机械、航空航天等领域应用前景广阔. 但陶瓷基复合材料往往需要与金属连接才能实现其工程应用，因此陶瓷基复合材料与金属材料的连接技术得到广泛研究. 在众多连接技术中，钎焊因工艺简单、接头强度高被认为是实现二者连接的最优方法. 文中总结了陶瓷基复合材料与金属钎焊连接领域的研究现状及难点，从陶瓷基复合材料表面润湿性、界面脆性反应产物调控及残余应力缓释方法等角度，讨论了近年来的研究成果，最后总结了陶瓷基复合材料与金属钎焊连接技术的相关研究成果，并对其未来的发展趋势进行了展望.创新点：(1) 针对陶瓷基复合材料的主要钎焊难点，系统分类总结了目前的解决策略和研究成果.(2) 分析了目前各技术难点对应解决策略的作用原理，对后续研究方向进行了展望.

复合 2026年05月29日 1 点赞 0 评论 91 浏览