关键词： 二氧化锰   聚3，4-乙烯二氧噻吩   有机-无机复合   电极材料  

摘要： 超级电容器作为一种现代的环保型能量存储设备，具有高功率密度、快速充放电、环境友好等优点，为解决未来的能源危机提供给了新可能。超级电容器的性能受到电子材料的性质的影响，其中二氧化锰因具有本征的赝电容特性而备受关注，但其离子、电子电导率较差，限制了其实际应用。为此，本文开展了导电聚聚合物3，4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）与二氧化锰藕合效应研究。聚3，4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）具有高的电荷迁移率、较好的化学稳定性，但其循环稳定性较差。通过改变负载顺序和负载工艺分别在碳纤维布（CC）上制备了PEDOT/MnO2/CC和MnO2/PEDOT/CC两种复合材料。结果表明：PEDOT/MnO2/CC的电容性能要远优于MnO2/PEDOT/CC的，其在5mA·cm-2电流密度下能达到1.26F·cm-2的面积比电容。进一步将制得的PEDOT/MnO2/CC 复合电极材料组装成对称超级电容器，该器件展现出了优异的功率密度(990 mW·cm-2)和能量密度(89 mWh·cm-2)。此外，该器件在 1 mA/cm2的电流密度下连续充放 1500 次后，电容保持率为 97%，循环稳定性优良。研究发现PEDOT/MnO2/CC优异的电容性能和循环稳定性可归因于其独特的三维棒状和颗粒状的微观结构，这种复合结构具有较大的比表面积和更多的活性位点，且利于离子和电子扩散。该研究将为高功能能量存储和转化用电极材料的设计/构筑提供新思路。

关键词： 四氧化三铁   锂离子电池   负极材料   复合材料  

摘要： 四氧化三铁(Fe3O4)作为转换反应机制的锂离子电池负极材料，具有理论容量高、资源丰富、成本低等优点，被认为是可代替石墨的最有潜力材料之一。但该材料的电导率低，且充放电过程中会产生较大的体积膨胀，严重影响其电化学性能和循环稳定性。本文总结了四氧化三铁基锂离子电池负极材料在纳米化和复合化方面的研究进展，并对未来的发展前景进行了展望。

关键词： 离子液体   石墨烯   复合材料   力学性能   导热性   功能材料  

摘要： 为提升石墨烯与聚丙烯（PP）基体的界面相容性及复合材料的力学和导热性能，以咪唑、溴化苄、1-溴代正己烷、氟硼酸钠为原料，通过季铵化反应和离子交换两步法制备了离子液体1-苄基-3-己基咪唑四氟硼酸盐{[BHIM]BF4}，再经机械球磨法，结合[BHIM]BF4同步剥离并改性石墨烯，制备了离子液体功能化石墨烯（G-ILs），最后通过熔融共混制得了G-ILs/PP复合材料。采用FTIR、1HNMR、13CNMR和HRMS对[BHIM]BF4的结构进行了表征，通过XRD和Raman对G-ILs进行了晶体结构分析，结合XPS表面化学表征和SEM/TEM微观形貌观察，考察了G-ILs的多尺度结构特征。通过力学性能、导热性能、散热性能测试，考察了G-ILs质量分数对G-ILs/PP复合材料性能的影响。结果表明，[BHIM]BF4中的咪唑阳离子和苄基通过非共价键吸附在石墨烯表面实现了功能化改性。当G-ILs质量分数为7%时，G-ILs/PP复合材料的拉伸强度达到26.29 MPa，弯曲模量提升至750.31 MPa，较纯PP分别提高14.25%和60.12%；导热系数为0.432 W/（m·K），较纯PP的0.214 W/（m·K）提升101.9%。[BHIM]BF4中长链烷基增强了石墨烯与PP的相容性，通过有机基团修饰使G-ILs在PP基体中实现了均匀分散与强界面结合，从而显著提升了G-ILs/PP复合材料的力学和导热性能。

关键词： 铜基复合材料   陶瓷颗粒   制备方法   弥散强化   机械性能  

摘要： 铜的电学和热学性能十分优异，且具备良好的延展性，因此在航空航天、微电子、轨道交通、通讯等领域有非常广泛的应用。然而，纯铜的机械性能和高温稳定性较差，难以满足日益严苛的应用需求。为改善其机械性能，一种有效方法是将陶瓷颗粒作为增强相添加至铜基体中。本文主要总结了陶瓷颗粒的主要类型，讨论了陶瓷颗粒增强铜基复合材料的制备工艺和研究现状。最后，结合研究现状对未来的研究方向和发展趋势提出了一些见解。

关键词： 先进金属基复合材料   功能梯度材料   铝基复合材料   电子封装   研究应用进展  

摘要： 电子信息系统小型化、轻量化、无人化、一体化的发展趋势要求电子封装持续减小尺寸、降低重量和减少功耗（SWaP，即Size,Weight and Power）。传统的基于可伐合金、铝合金和高硅铝的微电子封装材料难以同时满足大跨度热匹配、良好的钎焊与激光熔焊性能、高导热、高比刚度、高比强度和良好的可制造性，无法适应SWaP要求。功能梯度铝基复合材料综合了铝合金与铝硅、碳化硅铝等先进复合材料的优点，既具备大跨度热匹配、高导热率的特点，又具备精细加工和良好的激光熔焊等工艺性能，是新一代微电子封装材料的研究热点。本文综述了功能梯度铝基复合材料的优势、制备方法和封装应用情况，并对该材料制备与应用中存在的问题进行了总结，最后对其未来研究方向进行了展望。

关键词： 热塑性复合材料   航空领域   关键技术   应用情况   研究进展  

摘要： 热塑性复合材料（TPC）具有轻质、高强度和可回收性等特性，是实现零排放目标的关键材料之一，用于飞机机身、机翼等关键部件，在航空领域应用潜力巨大。本文陈述了热塑性复合材料在航空领域的应用情况，回顾了热塑性复合材料的研究进展，总结了热塑性复合材料的关键技术与发展趋势，最后从材料、设备、工艺、应用等角度对热塑性复合材料未来的发展与挑战进行总结与展望。

关键词： 稻壳炭   二氧化硅   金属硅酸盐   电极材料  

摘要： 以稻壳炭为原料，利用湿法提取二氧化硅，通过水热法合成了单金属和双金属硅酸盐电极材料，采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、全自动比表面及孔隙度分析仪进行形貌和结构分析，并研究了钴、镍不同摩尔比例对电极材料电化学性能的影响。结果显示，在单金属系列电极循环伏安扫描曲线中，呈现Co3+/Co2+及Co4+/Co3+两对氧化还原峰，其中Co4+/Co3+对储能起到主要贡献。双金属因能够提供额外的氧化还原储能位点，其电化学储能性能较单金属显著提升。同时，钴和镍的含量变化显著影响了导电性能，当Co:Si（摩尔比）=2:1时，单金属硅酸盐电极材料有最佳比电容为244.7 F/g（0.5 A/g）；而当Co:Ni:Si（摩尔比）=1:1:1时，双金属硅酸盐电极材料展现出最佳的比电容574.8 F/g（0.5 A/g），并且表现出良好的循环稳定性。该研究为稻壳炭的高效利用，以及新型环保电化学储能材料的开发提供了理论基础。

关键词： 钢渣   钢纤维   水泥基复合材料   自感知   压阻效应   应力灵敏度  

摘要： 为了研究钢渣对硅砂的替代率、钢渣粒径和钢纤维掺量对该复合材料力学性能和自感知性能的影响,进行了不同配合比的水泥基自感知复合材料力学性能和自感知性能试验研究。结果表明:钢渣粒径对自感知复合材料抗压强度的影响显著;极化效应会引起试件电阻大幅增加干扰电阻测量,通电一定时间后极化效应趋于稳定,电阻值不再增加;增加钢纤维含量可缩短极化稳定时间,针对钢渣、钢纤维自感知复合材料,建议预极化处理时间为20min以减小极化效应的不利影响;增加钢纤维掺量,可提高复合材料应力感知灵敏度,应力传感灵敏度最高为0.136%/MPa。

关键词： 混杂纤维   破坏形态   抗冲击性能   高韧性水泥基材料   损伤演化方程   机器学习  

摘要： 为了进一步提高工程水泥基复合材料(engineered cementitious composite，ECC)抗冲击性能，本文通过落锤冲击试验研究不同弹性模量、长度的非金属纤维和钢纤维(steel fiber，SF)增强ECC的抗冲击性能. 结果表明，ECC的破坏冲击次数随着纤维模量和纤维长度的增加而增加，在相同非金属纤维体积率下，长度12mm 聚乙烯(polyethylene，PE)纤维增强ECC的破坏冲击次数分别是长度12mm玻璃纤维(glass fiber，GF)、36mm玻璃纤维增强ECC破坏冲击次数的2.92倍、1.43倍. 无纤维增强ECC的破坏模式为碎裂成几块，而混杂纤维增强ECC只在冲击部位发生局部冲切破坏，试件保持较好的完整性. 建立基于双参数威布尔分布的冲击损伤演化方程和寿命预测模型. 对比机器学习方法K近邻算法(k-nearest neighbors，KNN)、粒子群优化随机森林算法(particle swarm optimization random forest，PSO-RF)、粒子群优化K近邻算法(particle swarm optimization k-nearest neighbors，PSO-KNN)与传统拟合模型的预测精度，PSO-KNN模型具有最好的拟合效果. 研究结果将为工程应用甄选纤维和利用机器学习方法预测ECC抗冲击性能提供参考.