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增强体表面改性在高导热金属基复合材料中的应用

增强体表面改性在高导热金属基复合材料中的应用

摘要：随着电子技术的高速发展和电子器件的更新换代，电子封装材料的性能需求越来越高。金属基复合材料，尤其是铝基和铜基复合材料具有高导热、低膨胀、高稳定性等特点，是具有广阔应用前景的电子封装材料。然而，金刚石、石墨烯、硅等增强体与基体的润湿性差，或者在高温下与基体发生有害的界面反应，限制了此类高导热金属基复合材料的开发和应用。本文简述了金属基复合材料的界面研究进展，结合影响金属基复合材料界面结合的因素，提出了几种改善界面结合的方法。增强体表面改性是改善金属基复合材料界面的重要途径之一，常用工艺有磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、化学镀法等；最后，对增强体表面改性在高热导金属基复合材料中的应用进行分析和展望。
复合 2025年05月15日
镓基低熔点合金复合材料研究进展

镓基低熔点合金复合材料研究进展

摘要：近年来，镓基低熔点合金或镓基液态金属复合材料显示出非常广阔的应用前景，镓基低熔点合金在室温下兼具液体的流动性和金属性，其双重特性提供了复合材料的多样性。本文综述了镓基低熔点合金及其复合材料的发展背景，说明了其复合材料的制备、性能及应用，总结和讨论了镓基低熔点合金复合材料与金属或非金属材料复合的方法和机理，介绍了室温镓基液态金属复合材料在智能传感电子皮肤、印刷技术和热界面材料等多个领域的最新研究进展。最后，展望了镓基低熔点合金复合材料的未来发展，为其进一步研究、应用与发展提供了强有力的支持。
复合 2025年05月13日
原位合成颗粒增强铜基复合材料的研究进展

原位合成颗粒增强铜基复合材料的研究进展

摘要：弥散强化型铜基复合材料，兼具优异的导电导热性能、高强度、良好的热稳定性和耐磨性，是核反应堆、航空器及高端装备中各种导电导热元件的关键材料，在核电、航空、交通、军事等诸多重要领域有不可替代的作用。原位合成法是在一定温度下金属基体内发生化学反应，原位生成一种或几种陶瓷增强体的技术。原位反应制备颗粒增强铜基复合材料存在两个重要的问题亟待解决：一是增强相的团聚问题，二是增强相的尺寸调控问题。本文总结了几种较为常用的制备弥散强化型铜基复合材料的原位合成方法，并对比分析了几种方法的特点、优劣及技术难点。同时，本文综述了原位合成法对铜基复合材料中颗粒尺寸和分布的影响，分析了原位合成法不同参数对复合材料力学及综合性能的影响规律，并从增强相颗粒形核与生长的原理出发，提出了促成细小弥散颗粒增强相的工艺方案。
复合 2025年05月12日
Al-Ag功能梯度复合材料的制备及其性能研究

Al-Ag功能梯度复合材料的制备及其性能研究

摘要: 准等熵压缩实验可以通过轻气炮驱动不同阻抗分布的弹丸材料实现。弹丸的阻抗分布决定了加载的应力-应变率范围。采用粉末铺层结合热压烧结工艺制备了阻抗连续变化的Al-Ag梯度复合材料,并对单层Al-Ag复合材料以及Al-Ag梯度复合材料的结构与性能进行了研究。结果表明,Al-Ag梯度复合材料的最佳烧结工艺为570℃-100MPa-2h,各组分的Al-Ag复合材料致密度均大于95%。除此之外,各组分的Al-Ag复合材料的力学性能、SEM、热膨胀系数结果均表明Al-Ag梯度复合材料的可行性。Al-Ag梯度复合材料的SEM 和EDS结果表明梯度复合材料内部元素分布与设计方案一致,层间平行度较好。动态加载实验结果显示Al-Ag梯度复合材料具有良好的准等熵加载效果,有明显的准等熵加载效果,与模拟结果吻合较好。制备的Al-Ag梯度复合材料具有稳定的准等熵压缩效果,为探究不同应力-应变率下的材料的高压物性参数及损伤机制提供了支撑。
复合 2025年05月10日
碳纤维复合材料/钛合金叠层结构振动制孔技术研究进展

碳纤维复合材料/钛合金叠层结构振动制孔技术研究进展

摘要：碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）和钛合金（Ti6Al4V）以其卓越的高比强度、高比刚度、优异的耐腐蚀性和抗热冲击能力在航空领域广受青睐。然而在复/钛叠层结构制孔过程中，两种材料的显著力学性能差异常导致加工质量不佳和刀具磨损加剧。本文综述了国内外学者在切削参数、先进刀具设计和切削环境方面现阶段的研究进展；总结近年来振动制孔作为先进加工模式在复/钛叠层结构制孔中取得了卓有成效的工艺效果，详细分析了复/钛叠层结构超声、低频振动制孔中切削力、切削热、制孔质量和刀具磨损等关键技术问题；概述了新型精强一体波动超声制孔技术；最后展望了振动制孔技术对叠层结构制孔技术的进一步推动。
复合 2025年04月28日
基于薄膜传感器的复合材料/金属混合连接结构健康监测研究

基于薄膜传感器的复合材料/金属混合连接结构健康监测研究

摘要：飞机复合材料壁板与金属壁板的连接是机身结构设计的重要研究内容。由于复合材料与金属之间性能存在差异，导致混合连接件服役状态下的应力难以预测。以碳纳米管（CNTs）和 MXene薄膜为代表的新型纳米碳材料具有独特的纳米尺度结构和优异的物理性能。本文通过改进 MXene/CNT复合薄膜传感器制备工艺，并将其应用于复合材料/金属连接结构健康监测，对服役过程中的混合连接结构进行全过程跟踪测试。结果表明，薄膜传感器在全过程监测响应与混合结构连接件时间应变曲线吻合，并且能够对混合连接结构失效精确预警，具有一定的工程意义。
复合 2025年04月27日
热管理用碳/金属复合材料界面结构优化研究进展

热管理用碳/金属复合材料界面结构优化研究进展

摘要：碳/金属复合材料具有优良的热学性能和可设计性，是极具发展前景的热管理材料。基于碳/金属复合材料常见的界面结合差、界面热阻高问题，本文分别从基体合金化和增强体表面镀覆两个方向综述了碳/金属复合材料界面改性方法的研究进展，分析界面改性对复合材料界面结合的影响。基于理论计算、模拟计算和试验测试，总结了目前的界面热阻分析方法。最后，从界面热阻测试、界面传热机制分析、界面层设计与控制3个方面对碳/金属复合材料的未来研究方向进行了展望。
复合 2025年04月25日
SiC纤维增强高温合金复合材料界面问题研究进展

SiC纤维增强高温合金复合材料界面问题研究进展

摘要：高温合金因其强度高、用量大，已成为先进航空发动机主干材料之一。但高温合金密度大，会给发动机带来结构超重、效率低下等问题。如何降低高温合金构件重量、提高发动机效率是新型轻量化耐高温结构材料的研究重点。SiC纤维增强高温合金复合材料在减重方面展现出了潜在优势，在航空航天领域具有广阔的发展前景。SiC纤维与高温合金的界面反应问题一直是复合材料研制过程中的关键难点。为了改善界面相容性，避免高温合金与纤维发生剧烈反应，最常采用的方法是在纤维与高温合金之间添加扩散阻挡层，但是涂层材料在成型过程中容易破裂，无法起到阻挡作用。多组元构筑是一种有效的妥协方法，能够降低界面数量，有效阻止纤维被侵蚀。本文立足于SiC纤维增强高温合金复合材料的研发进展，探讨了复合材料的界面问题，对界面改善方法进行了总结，并对复合材料的界面设计进行分析和阐述。
复合 2025年04月24日
碳纳米材料增强镁基复合材料界面调控的研究进展

碳纳米材料增强镁基复合材料界面调控的研究进展

摘要：碳纳米材料（石墨烯、碳纳米管）具有卓越的机械性能、优异的热力学稳定性和导电性，被认为是金属基复合材料的理想增强体。将碳纳米材料与镁合金复合，能够解决镁合金强度低、硬度低和模量低等问题。然而，由于镁与碳纳米材料不发生化学反应且润湿性能差，导致镁与碳纳米材料增强体的界面强度低，限制了增强体性能的发挥。利用界面调控物质改善复合材料界面结合强度是一种常用的方法。本文主要介绍碳纳米材料增强镁基复合材料的制备方法及界面调节材料的种类，着重讨论界面调节物质添加到复合材料中的方法，界面调节物质分别与增强体和基体的界面结合情况及其改善复合材料界面结合强度的作用机理。
复合 2025年04月23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