关键词： 聚酞菁铜   碳纳米管   复合材料   热电性能  

摘要： 二维平面金属聚酞菁具有独特的分子结构和高的载流子迁移率，被认为是一种很有发展前景的有机热电材料。但是本征金属聚酞菁的载流子浓度和电导率低，热电性能的提升困难。本研究采用原位聚合法和机械球磨法分别制备了聚酞菁铜/单壁碳纳米管（CuPPc/SWCNTs）复合材料。与机械球磨样品（BM-CuPPc/SWCNTs）相比，原位聚合样品（IS-CuPPc/SWCNTs）中的CuPPc和碳纳米管间存在强的π-π共轭效应，能有效降低聚酞菁铜和碳纳米管间的界面电阻。因此，在碳纳米管浓度较高的情况下，IS-CuPPc/SWCNTs的电导率要高于BM-CuPPc/SWCNTs。80%碳纳米管质量分数的IS-CuPPc/SWCNTs的电导率达1.31×104S·m–1，比BM-CuPPc/SWCNTs高30%，比纯聚酞菁铜提高了6个数量级。同时，IS-CuPPc/SWCNTs的最大热电功率因子达到18.24 μW·m–1·K–2，高于BM-CuPPc/SWCNTs，较纯聚酞菁铜高出6个数量级。本研究为提升金属聚酞菁的热电性能提供了有效途径。

关键词： 边缘效应   RTM   渗透率   复合材料   PAM-RTM  

摘要： 为研究复合材料RTM工艺中边缘效应对树脂充填流动规律,利用有限元软件PAM-RTM对叶片预制体RTM的浸润过程进行模拟分析,观测在有无边缘效应情况下树脂浸润过程中的充填时间以及前沿的流动状态,探讨边缘区不同渗透率以及不同注胶压差对叶片充填时间和流动过程的影响,并通过实验验证模拟方法的可行性。结果表明:边缘效应的存在会延长树脂流动前沿的长度,使叶片充填树脂的时间缩短了15.8%,但边缘效应渗透率差异对叶片的浸润时间影响不显著;当纤维预制体存在边缘效应时,不同注胶压力对充填时间均有显著影响,充填时间随着压力的增大而降低,且缩短的趋势逐渐减缓;树脂充填时间的模拟值与实测值相差7.8%,说明本研究仿真模拟方法具有一定的可行性。

关键词： 环氧树脂   增韧   核壳粒子   复合材料  

摘要： 通过对多种增韧剂进行筛选，制备了一种高韧性环氧树脂及其碳纤维复合材料。研究了不同增韧剂的增韧效果以及核壳粒子增韧剂对树脂冲击韧性、固化行为、工艺性及复合材料层压板力学性能的影响，并采用扫描电子显微镜对树脂浇注体及碳纤维复合材料层压板的冲击断面进行了形貌分析。结果表明：核壳粒子增韧剂增韧效果较好，当核壳粒子质量分数为12%时，树脂浇注体冲击强度达到了64.90 kJ/m2，与未增韧树脂相比提高了39.27%，碳纤维复合材料层压板冲击强度达到了134.21kJ/m2，比增韧前提高了43.7%，而且不影响树脂的固化反应；制备的高韧性环氧树脂工艺性较好，工艺窗口期长，有利于预浸料的制备。

关键词： 吉布斯自由能   红外光谱分析   分子交联   复合材料  

摘要： 为制备氢化羧基丁腈橡胶（HXNBR）与铜金属复合材料，设计了一种由粘合剂A（密胺型亚甲基给予体）、粘合剂rs（亚甲基接受体）、葵酸钴组成的粘合体系，模拟计算了443.15K（170℃）条件下HXNBR与粘合剂A和粘合剂rs之间反应的吉布斯自由能。通过力学性能和粘合性能测试，确定粘合体系最佳质量比为4∶3∶0.6。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对HXNBR与铜金属复合材料的微观形貌、结构进行了表征，结果表明粘合体系的加入使层间形成大量的交联点，并且促进大量具有粘接作用的非化学计量硫化亚铜CuXS的产生，证实了在硫化过程中发生微观分子交联反应，使橡胶和金属紧密地结合，制备的复合材料粘接强度、力学性能优异。

关键词： 二氧化硅气凝胶   老化工艺   复合硅源   聚合物交联   纳米纤维  

摘要： 针对二氧化硅(SiO2)气凝胶材料力学性能不足的问题，介绍了复合硅源法增强、老化增强、聚合物交联增强和纤维支撑增强在制备高强度SiO2气凝胶材料方面的研究进展，围绕各种增强方法分析其优势及不足。通过在制备SiO2气凝胶材料时添加纤维毡、短纤维和纳米纤维，有效缓解气凝胶干燥时孔洞间毛细作用对其结构造成的损害，实现纤维材料增强。其中纳米纤维与气凝胶微观结构尺寸相近，在改善复合材料界面性能的同时，不影响气凝胶其他优异性能，增强效果显著。认为：未来还需进一步优化增强SiO2气凝胶材料的制备工艺，降低生产成本以推动材料的产业化生产及应用。

关键词： 聚吡咯   质子酸   硝酸   氨气   气敏材料  

摘要： 采用硝酸对聚吡咯（PPy）进行化学修饰，优化材料形貌与电子结构，制备室温传感材料并探究其对氨气(NH3)的传感性能。研究结果表明，当使用浓度为2mol/L的硝酸进行修饰后，材料在室温条件下（25℃）对质量浓度为50mg/L的氨气展现出优异的气敏特性，其灵敏度达到153%，是纯PPy的8倍，同时展现出优异的选择性、良好的灵敏度以及稳定的响应特性。通过X射线衍射（XRD），红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）及紫外-可见光谱（UV-Vis DRS）等表征手段，揭示了气敏强化机制。其气敏性能的提升归因于H+诱导形成极化子结构，显著增强材料的导电性；同时，硝酸氧化同步引入C=O等极性基团，通过氢键与偶极作用强化氨气特异性吸附，协同优化电荷传输能力与表面反应活性。本工作为高性能室温氨气传感柔性材料的设计提供了借鉴。

关键词： 磺化聚酰亚胺   磺化介孔二氧化硅   质子交换膜   质子电导率   燃料电池  

摘要： 为了提高磺化聚酰亚胺膜的水解稳定性和质子传导性性能，将带有醚键的磺化聚酰亚胺（SPI）和磺化介孔二氧化硅（SMCM）共混，通过溶液流延法制备了SPI/SMCM质子交换复合膜。重点研究了不同的SMCM含量对SPI/SMCM复合膜微观结构和性能的影响，实验结果表明：SMCM的引入提高了复合膜的热稳定性，亲水性磺化介孔二氧化硅的大比表面积有助于提高SPI/SMCM复合膜的吸水性，SPI/SMCM-10% 复合膜的吸水率达到19.5%。SMCM在复合膜内形成支撑结构抑制了SPI/SMCM复合膜的溶胀，提高了复合膜的尺寸稳定性。通过对SPI/SMCM复合膜性能比较发现，SPI/SMCM-6%质子交换膜的综合性能最佳。SPI/SMCM-6%复合膜的拉伸强度34.3 MPa，是Nafion212膜（11.9 MPa）的2.88倍，SPI/SMCM-6% 复合膜具有良好的水解稳定性其值大于360 h。SPI/SMCM-6%复合膜在90 ℃去离子水中质子电导率达到了0.286 S·cm-1，亲水性SMCM的引入在SPI/SMCM复合膜中形成连续的质子传输通道，提高了复合膜的质子传导性能。

关键词： 气凝胶   陶瓷纤维毡   隔热性能   传热数值模拟   孔径分布   节能减排  

摘要： 本研究针对冶金工业节能减排和固废高值化利用的双重需求，制备了SiO2气凝胶/陶瓷纤维复合材料。通过实验制备与多尺度表征，分析了复合材料的结构、力学性能、热稳定性及导热性能。实验数据表明：经SiO2气凝胶复合改性后，材料的比表面积提升至244.083 m2·g-1，导热系数降低至0.0249 W·m-1·K-1，同时抗压强度实现20倍显著提升，展现出优异的性能。基于COMSOL Multiphysics有限元分析软件建立的传热数值模型进一步揭示了材料内部的传热机制。模拟结果表明：材料的最佳厚度为12 mm，且孔径分布的随机性（Cv值）对热传导效率有显著影响。该研究不仅提升了陶瓷纤维毡的隔热和力学性能，还建立了工业固废-高性能隔热材料的转化新方法，对推动气凝胶材料在建筑保温、航空航天等领域的应用具有重要意义。

关键词： 高比能LIBs   热失控   安全   复合材料   聚合物  

摘要： 高比能锂离子电池（LIBs）因其高能量密度、长循环寿命和环境友好性，已成为电动汽车等领域的核心动力载体。然而，随着能量密度的提升，其安全性问题日益突出，尤其是热失控现象，成为制约其大规模应用的关键瓶颈。本文系统梳理了高比能LIBs的构造与工作原理，重点分析了正极材料（如高镍三元材料）和负极材料（如硅基材料）对能量密度的提升作用及其热稳定性问题。同时，全面总结了充放电策略不当（如过充、过放）、外部因素（如机械冲击、外部短路、热滥用）以及内部短路等诱发的安全性问题。基于此，本文归纳了电气滥用测试、机械滥用测试等安全性评估与检测方法，为电池失效分析提供了科学依据。最后，提出了通过优化电池设计（如材料选择、隔膜改性）、提升电池管理系统（BMS）安全性以及发展高效热管理技术等安全控制策略，以有效提升电池系统的安全阈值。尽管高比能LIBs的安全性研究取得了显著进展，但仍需进一步开发高稳定性材料体系、融合数字孪生技术构建全生命周期管理体系，并通过多物理场耦合模型与人工智能技术实现电池内部状态的实时监测与故障预警。

关键词： Composite materials  

摘要： The increasingly serious electromagnetic radiation environment poses a threat to human health, interferes with the normal operation of precision instruments, and threatens national defense and information security. Lightweight, corrosion-resistant, easy to process, and low-cost carbon-based electromagnetic shielding composites restrict electromagnetic waves through the shielding body. The electromagnetic shielding performance of carbon-based composites is closely related to the design of three-dimensional conductive structures. Carbon-based composites can be designed as homogeneous structures, network structures, oriented structures, and multilayer structures. Based on the microstructure of carbon based electromagnetic shielding composites, the specific shielding mechanism of carbon-based composites was analyzed, and the control of carbon's conductive structure and specific application forms were summarized. The research direction and development trend of carbon based electromagnetic shielding composites in the future were also discussed. © 2025 Aeronautical Manufacturing Technology Magazine Office. All rights reserved.