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超声滚压表面复合强化研究综述

超声滚压表面复合强化研究综述

摘要：超声滚压技术通过位错的湮灭和产生将晶粒细化至纳米级，提高了材料硬度和耐磨损等性能。探讨了如何进一步提升材料的使役性能，通过将超声滚压与其他处理技术相结合形成复合加工工艺，克服单一超声滚压处理工艺的局限性，如超过塑性变形的极限或过度强化带来的起皱、开裂和压溃等。超声滚压表面复合强化技术作为特种复合加工工艺，在零件高性能表面制造中具有明显优势。根据超声滚压在复合工艺中的位置顺序，分别介绍了超声滚压前端强化、同步强化和后续强化3 种加工类型。超声滚压前端复合加工技术主要包括超声滚压复合物理气相沉积技术和超声滚压复合离子注入技术等。在超声滚压同步强化方面，讨论了声电耦合和温度场辅助超声滚压对变形层厚度和摩擦磨损性能的影响。在超声滚压后续强化方面，介绍了涂层复合超声滚压技术，讨论了它对涂层裂纹、孔隙以及表面粗糙度的影响。此外，分析了超声滚压对复合强化过程中材料微观组织演化和塑性变形的作用机制，总结了这些技术在改善表面强化效果和满足复杂服役要求方面的研究现状。最后，展望了超声滚压复合强化技术的应用前景和发展方向，强调了它在提高材料使役性能方面的研究价值和目标。
复合 2024年11月07日
碳纤维/聚合物复合材料热导率近十年研究进展

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。
复合 2024年11月01日
先进复合材料在高端和一般产业领域的最新发展

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。
复合 2024年10月31日
增材制造钛基复合材料体系与组织结构设计

增材制造钛基复合材料体系与组织结构设计

摘要：增材制造技术作为一种样件快速成型制备技术，为基于成分调控与结构设计的高性能钛基复合材料的开发带来了机遇。本文介绍了增材制造钛基复合材料研究与应用的最新进展，分析了能量密度、打印路径及冷速控制等对材料显微组织与力学性能的影响。在此基础上，介绍了以陶瓷、金属间化合物及稀土元素为主的增材制造钛基复合材料成分调控策略。其中，以TiB、TiC 为代表的陶瓷增强相及Ti-Cu 体系的金属间化合物为目前钛基复合材料中广泛使用的增强体；以La、Ce 和Nd 为主的稀土元素则可有效解决氧偏聚问题并显著细化晶粒。进而以网状结构和层状结构为例介绍了增材制造钛基复合材料结构设计研究进展。其中，网状结构多通过Ti 与B 和C 元素的原位反应生成增强相，并通过控制凝固过程实现对增强相非均匀分布的调控；层状结构则多通过交替打印多种粉体获得。网状、层状结构设计对钛基复合材料强韧化有着积极的作用。本文最后通过对研究现状和未来研究趋势的简要分析与展望，为增材制造高性能钛基复合材料的设计与制备提供一定参考。
复合 2024年10月30日
纳米银复合抗菌剂及其载体的研究进展

纳米银复合抗菌剂及其载体的研究进展

摘要：近年来，新型抗菌材料的开发受到了各领域的极大关注，抗菌技术的应用与人类的健康生活息息相关，有巨大的发展前景。纳米银系抗菌剂是目前应用最广泛的抗菌剂之一，本文对纳米银(Ag NPs) 的抗菌机制进行了讨论，综述了Ag NPs 无机抗菌剂与天然抗菌剂、有机抗菌剂和其他无机抗菌剂等复合的新型抗菌剂的研究进展，同时，从无机载体、有机载体和新型载体这3 个方面对纳米银系抗菌剂的载体进行了总结，为Ag NPs 抗菌剂的进一步研究与应用提供参考。
复合 2024年10月29日
电化学储能及传感用细菌纤维素及其复合材料的研究进展

电化学储能及传感用细菌纤维素及其复合材料的研究进展

摘要：细菌纤维素(Bacterial cellulose，BC) 来源丰富，是一种绿色环保的可再生材料。BC 具有优异的物理化学特性，是具有多样性应用潜力的生物聚合物材料，随着能源和生态环境的持续恶化，对于开发先进储能技术亟待实现，BC 在电化学储能、传感及能源转换领域展现出广阔的应用前景，受到诸多关注。本文对BC 做了简要介绍，以BC 及其复合材料在电化学储能及传感领域的种类、不同处理及改性手段对BC 结构与性能的影响为线索，系统地对BC 在电化学储能及传感领域的应用进展进行了概述，对其在新型电子器件及能源转换领域的发展也有所涉及，最后对BC 在电化学储能及传感材料的研究进展及发展方向进行了总结和展望。
复合 2024年10月24日
变刚度复合材料层合板研究进展

变刚度复合材料层合板研究进展

摘要： 变刚度复合材料层合板由纤维曲线铺放而成，可以实现刚度分布的变化设计，与传统固定铺层角的复合材料层合板相比，变刚度复合材料层合板在减少重量和成本的同时，也提高了结构性能。随着铺放设备的发展，目前已经能够利用自动铺放技术实现纤维的曲线铺放。同时，为提高复合材料构件的结构性能和满足不同的工程实际需求，铺层设计方法也从单一角度的直线铺层逐渐向变角度曲线铺层发展。本文首先介绍了变刚度复合材料层合板设计制造方法与有限元建模，接着在刚度分布、屈曲特性、失效行为等方面阐述了变刚度复合材料层合板力学性能的研究进展，然后结合南京航空航天大学复合材料工程自动化技术研究中心在变刚度复合材料层合板振动特性方面的研究，对变刚度复合材料层合板振动特性进行了分析和概括，最后对变刚度复合材料层合板未来的研究趋势进行了论述与展望。
复合 2024年10月12日
纺织复合材料多尺度网格划分方法

纺织复合材料多尺度网格划分方法

摘要：针对现有纺织复合材料网格划分时，由不规则纱线截面形状和材料边界引起的失真、干涉和锐化等问题，提出了一种基于织物微观几何结构的复合材料网格划分方法和单元拆分机制。该方法借助专业纺织建模软件DFMA 建立织物单胞几何结构点云。首先，基于结构点云，计算纱线路径并采用Delaunay 三角网改进的Alpha-shape 算法计算纱线截面轮廓，依此获得纱线表面初始网格。然后，将该网格置于体素网格中，通过网格映射方法引入周期性边界，并与体素网格节点相匹配，进而消除纱线间的渗透和窄间隙。最后，拆分体素单元，以保证材料的连续性。采用该方法建立了平纹、三维整体正交和层间正交复合材料网格模型，并基于应变连续损伤准则与指数衰减模型建立了纺织复合材料的损伤起始与演化准则，模拟了平纹编织复合材料在剪切载荷作用下的力学性能。结果表明，与四面体和六面体网格划分方法相比，所提网格划分方法能够较为准确地还原复合材料内部几何结构，处理二维和三维机织物结构中的尖锐边界和复杂曲面，获得光滑的纱线表面和清晰的轮廓；网格数量适中，计算耗时仅为TexGen 模型的15%。剪切模量和强度的仿真结果与实验结果对比分别相差8. 93% 和3. 73%，验证了模型的有效性与可靠性。
复合 2024年10月10日
复合材料加工技术及装备发展综述

复合材料加工技术及装备发展综述

摘要:分析复合材料加工的主要特点和基本要求,研究加工过程中复合材料的切屑及缺陷形成机制、刀具结构及磨损特点,梳理国内外复合材料加工技术和装备的发展现状。研究认为,应该加强基础理论研究、注重技术创新。研究建议:应重点完善对复合材料微观切屑形成机制、加工缺陷的相关研究,形成复合材料加工质量评价标准;深入研究复合材料/ 金属的叠层钻削技术,形成成熟的工艺体系;坚持加工设备自主研发,降低对国外设备的依赖。
复合 2024年10月08日
表面浅裂纹损伤后碳纤维增强树脂复合材料层合板断裂强度研究

表面浅裂纹损伤后碳纤维增强树脂复合材料层合板断裂强度研究

摘要：在实际服役环境下，碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）结构表面容易出现浅划痕损伤，如何评估损伤后CFRP结构的承载性能是关注的焦点。基于边界效应模型（BEM）研究了CFRP板出现表面浅裂纹后的断裂强度，提出了一种CFRP表面定量深度浅裂纹的预制方法，较准确地制备了包含表面浅裂纹的试件；完成了三点弯曲准静态成组试验，在金相显微镜下对裂尖损伤区的断裂特征进行观测，建立了裂纹尖端损伤区量化评价方法。研究结果表明：通过标定试验确定了试验机分别施加300,450,600N的压力载荷后，CFRP层合板试件表面可形成平均深度约为1.10,0.14,0.18mm的浅裂纹；完成了边裂纹试件的三点弯曲断裂试验，通过裂纹扩展观测和成组试验数据的拟合分析，确定了反映裂尖损伤区分布范围的参数β和断裂参数C的最优取值，分别为β=0.27，C=0.47，实现了CFRP表面微裂纹损伤后断裂强度的评价，并且拟合分析与直接拉伸试验的抗拉强度对比偏差为4.59%，验证了BEM模型的合理性；基于BEM模型，建立了CFRP层合板断裂强度预测的解析方程，以便于实际工程应用。
复合 2024年10月08日