关键词： 赤泥   资源化利用   绿色建材   胶凝材料   高性能复合材料  

摘要： 赤泥作为氧化铝生产的主要固体废弃物，因其高堆存量、低利用率和极端的理化性质，对环境和资源造成了巨大压力。随着绿色建筑材料的需求增加，赤泥作为建筑材料的应用潜力逐渐受到关注。近年来，研究人员通过开发和优化新型技术，实现了赤泥在胶凝材料、地质聚合物、陶瓷和路基材料中的有效利用。特别是通过多废协同处理和工艺优化不仅改善了赤泥的材料性能，也促进了其在建筑和复合材料领域的可持续应用。然而，赤泥的高碱性和重金属含量仍是其大规模应用的关键挑战，未来研究需聚焦于脱碱技术、重金属固化以及功能化复合材料的设计。综述了赤泥在绿色建筑材料中的最新研究进展，探讨了复合材料的设计思路及其应用效果，分析了脱碱技术的优化措施，并评估了赤泥利用的经济和环境效益。最后，提出了未来在赤泥资源化利用方面的研究建议，为推动赤泥的工业化应用提供了新的思路。

关键词： 复合材料   螺栓连接   分层缺陷   垂直度误差   预紧力   装配间隙  

摘要： 螺栓连接因其高效、可靠的连接性能在航空航天领域得到了广泛应用。然而，在纤维增强复合材料板上进行开孔等加工时，不可避免会产生分层缺陷、垂直度误差等问题；装配过程中，系统误差和人工误差也会导致螺栓连接件出现预紧力过大过小或装配间隙等问题，这些因素都会显著影响螺栓连接结构的力学性能。因此，本文归纳了在螺栓连接制备和装配过程中影响纤维增强树脂基复合材料性能的四种关键因素：分层缺陷、垂直度误差、预紧力和装配间隙，系统阐述了各因素对其结构力学性能的影响与作用机理，并对纤维增强复合材料螺栓连接力学性能影响因素的未来研究发展趋势进行了展望。

关键词： 复合材料蜂窝夹芯结构   低速冲击   贴补修理   失效机理  

摘要： 目前复合材料蜂窝夹芯板的修理方式主要采用挖补修理，但仍存在工艺复杂、设备要求高等局限性。针对设备短缺和时间紧迫的应急场景，迫切需要开发蜂窝夹芯板的快速临时修理方法。本研究提出内部补片增强的贴补修理方案，兼具操作简便和可设计性的优势。通过开展落锤冲击试验，并建立复合材料蜂窝夹芯板修理结构的低速冲击有限元模型，结合力学响应曲线和试件破坏形貌特征，对比分析了不同增强方案对修理结构冲击响应与损伤机理的影响规律。结果表明，传统贴补修理方法中补片与芯层界面存在空隙，影响了修理结构的冲击承载能力；增加内部补片后，延缓了修理胶层的失效，增大了冲击过程中的接触面积，修理结构抗冲击性能得到大幅提升，并限制了补片在冲击载荷作用下的变形，为快速修理技术研发提供了理论依据。

关键词： 石墨烯   金属化   复合材料   储氢   气体吸附  

摘要： 近几年来，电解水制氢和氢燃料电池得到了广泛的应用，但作为氢能源利用关键环节的“储氢”技术，一直是氢能领域亟待突破的壁垒难题。石墨烯，凭借其高比表面积、丰富的多孔结构、轻质高密度以及优异的化学和热稳定性等优点，在固态储氢领域展现出了广阔的应用前景。然而，纯石墨烯结构缺乏官能团，与氢的结合能较低，难以满足商业化储氢的性能要求。为了提高石墨烯的储氢性能，对石墨烯进行金属化改性、掺杂和复合成为了有效策略。本文总结了石墨烯的基本特性，深入探讨金属化改性石墨烯材料的方法，重点分析了碱金属、碱土金属、过渡金属以及高容量氢化物修饰石墨烯的储氢性能研究进展。这些研究进展不仅为石墨烯基金属化材料在储氢领域的应用提供了理论基础，还为未来石墨烯基储氢材料的有效开发和商业化应用提供了新的方向和思路。

关键词： IV型储氢瓶   冲击   面内损伤   分层损伤   有限元  

摘要： 由于IV型储氢瓶具有质量轻、强度高、疲劳性能好等优点而受到广泛关注。但在其运输、使用过程中异物的冲击性能未知，而带来潜在风险。采用试验和数值模拟相结合的方法对IV型储氢瓶进行冲击损伤分析研究。首先，开展了IV型储氢瓶的冲击试验，并对损伤深度及损伤面积进行了测量表征。然后，建立了一个考虑层内和层间损伤的三维气瓶冲击过程有限元模型。其中，三维Hashin准则和Camanho经验模型用于预测层内损伤，内聚力模型用于预测层间损伤，模拟结果与损伤测量结果具有很好的一致性。最后，基于建立的模型研究了冲击角度、冲击能量和内压对冲击损伤的影响。结果表明：不同冲击能量条件下，模型含内聚力单元的结果均比不含内聚力单元的结果更接近于试验值；冲击能量在层内和层间进行能量耗散造成损伤，凹坑深度越大，对面内损伤的影响越大，耗散的能量越多，层间耗散能量变少。损伤冲击角度越小导致冲击物与缠绕层接触面积更大，基体受压面积更大，损伤面积随之加大。模型带压冲击比不带压冲击基体拉伸损伤更严重，冲击位移更小。研究结果为复合材料IV型气瓶冲击损伤层内及层间分层损伤研究提供补充。

关键词： Z形隔框   辊压   预成型   褶皱   工艺参数   结构参数  

摘要： 本文采用复合材料辊压自动化成型技术制备了含有曲率且结构复杂的机身Z形隔框零件，但在辊压成型过程中预浸料受到复杂的热/力作用，导致隔框出现面内屈曲或面外褶皱等缺陷。本文针对此类缺陷，对不同工艺参数和结构参数进行理论分析及工艺试验研究，通过缺陷观察与表征讨论了温度、速度和铺层结构对缺陷形成的影响。温度影响预浸料中树脂的状态，从而影响滑移机制的变化，导致缺陷的产生;速度决定了预浸料发生结构响应的充分性;铺层的变化使得层间剪切、层间滑移和摩擦等作用随之发生改变，进而影响褶皱等缺陷的产生。结果表明：在温度50℃、速度50mm/min时，隔框辊压预成型效果最好，本文的研究成果可为辊压预成型过程的参数优化提供理论指导。

关键词： 铜-铁复合材料   累积叠轧   组织与性能   摩擦磨损  

摘要： 利用累积叠轧焊合技术(ARB)制备了铜-铁颗粒增强复合材料。测定了不同轧制道次复合材料的硬度、导电率和摩擦磨损性能，并重点研究轧制道次对复合材料的颗粒分散性、界面结合、磨损机制的影响规律。结果表明，随着轧制道次的增加，复合材料的界面结合效果逐步提升，颗粒增强体的分散效果显著增强，在8道次后材料界面呈现完全焊合状态，Fe颗粒弥散分布于板间，此时材料硬度达到最大值138.49 HV，但导电率和摩擦系数相较低循环时有所降低，分别为81.6%IACS、0.337。复合材料的磨损机制随轧制道次的逐渐增加由疲劳磨损和磨粒磨损为主导逐渐转变为以黏着磨损为主导，当轧制道次增加至6次后若继续增加，磨损机制又转变为以疲劳磨损和磨粒磨损为主导。

关键词： 陶瓷基复合材料   激光加工   锥孔   加工质量   创成机制  

摘要： 陶瓷基复合材料因其优异的机械性能和耐高温特性成为航空发动机热端构件的优选材料,由于其高硬度、高脆性、低导电性的材料特点,导致小孔径、大深径比、变截面结构的锥形气膜冷却孔加工成为难题,飞秒激光加工是解决该难题的有效方法.基于锥孔结构,设计了正螺旋轨迹和负螺旋轨迹,并采用倾斜激光束的两步旋切加工方法实现了SiCf/SiC复合材料上正锥孔和负锥孔的高质量加工.加工后锥孔出入口尺寸误差≤10 μm,锥度误差≤0.1°;入口边缘覆盖有少量沉积物,出口无沉积物,边缘锋利;正锥孔和负锥孔孔壁形貌均匀,可以观察到被平整去除的纤维和基体结构,孔壁粗糙度Sa分别为1.8 μm和2.5 μm左右.对锥孔的形成过程进行了研究,分析了孔底形貌、出入口尺寸的演变过程,阐明了锥孔的孔轮廓创成机制,为SiCf/SiC复合材料热端部件锥孔的高质量加工提供了工艺基础及质量评价参考.

关键词： 复合材料   聚氨酯树脂   多元醇   扩链剂   交联剂   微观机制   力学性能   协同提升  

摘要： 为设计制造新型复合材料接触网支柱和复合材料筋，需要实现树脂材料强度-刚度-韧性的协同优化。聚焦高性能聚氨酯树脂制备技术，采用宏观力学性能测试与微观表征技术相结合的方法，研究不同聚醚多元醇官能度、摩尔质量和扩链/交联剂种类、用量对聚氨酯树脂强度、模量、断裂能和断裂挠度的影响规律，表征并分析不同制备参数下聚氨酯树脂的微观结构及性能影响机制，最终开发出兼具高强度、高刚度、高韧性的聚氨酯树脂。研究结果表明：增加多元醇官能度或降低多元醇摩尔质量时，聚氨酯树脂中分子链刚度增加、硬段含量提高，树脂强度和模量提升，但同时导致聚氨酯树脂脆性增大，体系韧性呈现先升后降的变化趋势；使用扩链/交联剂可以优化树脂体系的分子链段长度、交联密度和软硬段微相分离程度，选择合适种类并控制其掺量可以同时显著提升聚氨酯树脂的刚度和韧性。其中，使用官能度为3、摩尔质量为375 g/mol的多元醇，添加10%的1, 4-丁二醇后制备的聚氨酯树脂强度、模量和断裂能较基准树脂分别增加了43%、27%和89%，聚氨酯树脂刚度与韧性协同提升效果最优。这是由于树脂体系中硬段含量增加，软硬段微相分离程度提高。研究结果为新型聚氨酯树脂及其复合材料在轨道交通基础设施中的应用提供了更坚实基础。

关键词： 骨质疏松症   聚富马酸丙二醇酯   骨质疏松压缩性骨   复合材料  

摘要： 骨质疏松症及其并发症骨质疏松压缩性骨折在我国的发病率随人口老龄化加剧而上升，已成为导致老年人和绝经后女性慢性腰痛的主要原因。目前，经皮椎体成形术是骨质疏松压缩性骨折手术治疗的主要方法，但现有材料存在一定的局限性和风险。因此，研发一种新型骨水泥显得尤为迫切。聚富马酸丙二醇酯基复合材料具有良好的生物相容性、机械性能和骨传导性能，同时聚合温度低，是治疗骨质疏松压缩性骨的新型理想材料。本文就聚富马酸丙二醇酯基复合材料（包括β-磷酸三钙、羟基磷灰石、聚己内酯、聚乙二醇、黑磷纳米材料、聚三亚甲基碳酸酯等）的性能及应用进行阐述，为其在临床中的应用提供参考。