关键词： 重组装饰薄木   含水率   低密度聚乙烯膜   组坯结构   空腔比例   力学性能   尺寸稳定性  

摘要： 将重组装饰薄木的含水率调节为10%,20%,30%,40%和50%5个水平，分别采取顺纹和交叉组坯的方式与低密度聚乙烯薄膜（low density polyethylene,LDPE）复合制备重组装饰薄木-LDPE复合材料，以空腔比例、力学性能和尺寸稳定性为评价指标分析了含水率和组坯方式对重组装饰薄木-LDPE复合材料性能的影响。结果表明：重组装饰薄木的初始含水率对顺纹和交叉组坯试样的性能都有显著影响，其中，顺纹组坯试样具有更优的界面结构。当含水率增加到50%时，顺纹组坯试样的空腔比例为1.39%，交叉组坯试样的空腔比例达到了5.75%，为顺纹组坯试样的4.14倍。空腔缺陷的存在影响复合材料的层间结合强度。当含水率由10%升高到30%时，顺纹和交叉组坯试样的层间结合强度分别下降65%和84%。交叉组坯方式有效地克服了木材各向异性，因此，交叉组坯试样的横向尺寸稳定性更优。当含水率增加到50%时，顺纹组坯和交叉组坯试样的横向尺寸变化率分别为2.25%和0.60%。顺纹组坯试样的顺纹抗拉强度高于交叉组坯试样。LDPE薄膜的加入对复合材料抗拉强度的贡献有限，但连续的胶层结构有效缓解了水分对其强度的削弱作用。当重组装饰薄木的初始含水率从10%增加至50%时，单层重组装饰薄木的顺纹抗拉强度下降了20%，顺纹和交叉纹理组坯试样的顺纹抗拉强度降幅均在10%左右。

关键词： Composite materials  

摘要： Optimizing the scheduling of composite materials job-shops is a crucial technology for enhancing the production efficiency of aerospace composite materials, which are characterized by multiple varieties and mixed batches. A multi-constraint planning method is proposed to address the problems of low autoclave utilization rate and long completion time in aerospace composite materials production. Initially, a mathematical model is developed to minimize the maximum completion time based on the mixed-batch characteristics of composite material production. Secondly, interval variables were introduced as decision variables along with logical constraints to establish a multi-constraint programming model for solving the problem. Finally, comparative experiments were carried out using eight sets of examples from a certain aviation enterprise. The results indicate that the proposed method significantly enhances the utilization rate of the autoclave compared with the original job-shop scheduling algorithm. Specifically, the number of autoclave batch configuration uses and the total processing time of the autoclave were reduced by 35.7% and 37.4%, and the job-shop production completion time was shortened by 29.9%, it effectively addresses the job-shop scheduling challenges in composite material production. © 2025 Aeronautical Manufacturing Technology Magazine Office. All rights reserved.

关键词： 锂离子电池   负极材料   碳包覆   氧化铁   氧化铁碳包覆   物理表征   电化学性能   循环稳定性  

摘要： 氧化铁（Fe2O3）因其较高的理论容量(1 007 mAh·g-1)，低廉价格、无毒、高耐腐蚀性和安全性而被认为一种高性能的锂离子（LIB）电池负极材料。但是，Fe2O3材料在循环过程中存在高不可逆容量损失和稳定性差等特点，阻碍其在LIB中的商业应用。为增强Fe2O3负极材料的循环容量可逆性及稳定性，本文采用简单水热法和低温退火合成非晶Fe2O3@C复合材料。经过XRD、XPS和热重等表征证实C材料包覆成功，通过SEM与TEM表征得出材料形貌为多沟道中空纳米球。作为LIB的负极，非晶Fe2O3@C复合材料具有优异的电化学性能，循环测试中，在100 mA·g-1下经过100次循环后，非晶Fe2O3@C复合材料的可逆比容量为815.3 mAh·g-1，远高于未包碳前的328 mAh·g-1；倍率测试中，不同电流密度下的可逆性能均远高于纯Fe2O3电极，尤其是当电流密度由1 A·g-1恢复至0.1 A·g-1,Fe2O3@C电极可逆容量为974.2 mAh·g-1，对比纯Fe2O3电极的剩余容量仅为516.5 mAh·g-1；阻抗测试中，Fe2O3@C电极的电极和电解质之间界面处的电荷转移电阻（RCT）远小于纯Fe2O3电极。这种增强可以归因于碳基质与Fe2O3纳米颗粒相结合，首先，表面碳包覆层能够阻止电解质和活性材料之间的直接接触，避免活性物质Fe2O3溶解；其次，碳介质较低的电阻比，可以提高Li+传输速率；此外，碳包覆层还具有良好的机械柔韧性，能通过自身的弹性形变适应Li+嵌入/脱出，缓解金属材料循环过程中体积膨胀问题。

关键词： 废FCC催化剂   聚乙烯亚胺   介孔二氧化硅泡沫   固态胺   烟气CO   捕集  

摘要： 将流化催化裂化（FCC）废催化剂作为廉价硅源，制备固态胺CO2吸附剂，能够实现废催化剂的高值化利用，并同时达到碳减排的双重目标，从而实现“以废制废”。首先采用碱溶法从FCC废催化剂中提取硅，制备了一系列介孔二氧化硅泡沫材料（MCF-Nx）作为载体；随后，通过聚乙烯亚胺（PEI）负载改性，制备了具有高CO2吸附量和优异循环稳定性的固态胺吸附剂MCF-Nx-PEIy。研究中调节了矿化剂NH4F与模板剂三嵌段共聚物（P123）的质量比（x=0.0113、0.0226或0.0339），以优化MCFNx的孔结构。通过XRD、N2等温吸/脱附、SEM、TEM和红外等表征手段，分析了泡沫载体和吸附剂的结构与形貌；并考察了PEI负载量、吸附温度以及水汽对MCF-Nx-PEIy在模拟烟气（10%CO2/90%N2，体积分数）中CO2吸附性能的影响。结果表明，当NH4F与P123的质量比为0.0226时，获得了最优结构的载体MCF-N0.0226，其孔径为10.7 nm，有利于PEI的负载。在该载体上负载50%质量分数的PEI所制备的MCF-N0.0226-PEI50表现出最佳的CO2吸附量。在吸附热力学与动力学的共同作用下，MCF-N0.0226-PEI50的CO2吸附量随着吸附温度的升高先增大后减小，在75℃时，达到烟气条件下的最大值3.13 mmol/g；此外，在烟气中加入水汽可显著促进CO2的吸附，使得CO2吸附量增大至6.08 mmol/g。在30次烟气吸附-解吸循环中，吸附剂的CO2吸附量保持稳定，展现出优异的循环稳定性。废FCC催化剂源的介孔二氧化硅泡沫载体具有三维孔道结构和高孔容，这有利于PEI的分散，同时促进了CO2的扩散，从而在增强CO2吸附量的同时显著提高了胺效率，显示出在烟气CO2捕集中的应用潜力。

关键词： 纤维增强复合材料   时间卷积网络   迁移学习   模型降阶   多尺度方法  

摘要： 准确预测复合材料历史依赖性力学响应对于工程应用至关重要，需要考虑细观非均匀场量的演化问题。问题的复杂性令常规有限元分析计算成本居高不下，从而导致细-宏观耦合的多尺度分析难以实现。为此，本文提出一种基于聚类降阶均匀化的复合材料时间卷积网络(TCN)建模方法。基于聚类非均匀变换场分析(CNTFA)理论和循环随机混合式采样策略，利用CNTFA降阶模型生成数据集来训练TCN代理模型，以大幅提升计算效率。为了进一步节约训练成本，针对同类型问题提出迁移学习策略。在源问题TCN模型的基础上，冻结部分残差块，只需喂给少量目标问题数据对剩余残差块参数进行精调，便可获得目标问题的高精度代理模型。所提出的方法保持细观本构模型无关的框架设计，因而通用性较高。最后，针对纤维增强复合材料宏观等效性能进行算例分析。结果显示，在保证较高预测精度的同时，TCN代理模型的在线计算效率较CNTFA模型提升2个数量级。

关键词： 硝酸盐污染   渗透式反应墙   零价铁   活性炭   激发极化  

摘要： 硝酸盐污染因其存在普遍性、还原产物致癌率高等特点，受到高度重视.渗透式反应墙（permeable reactive barriers, PRB）作为一种高效低能耗的修复技术在硝酸盐污染修复方面有巨大应用前景.在普遍采用的墙体修复材料中，零价铁（zero-valent iron, ZVI）和活性炭（activated carbon, AC）材料对硝酸盐的修复具有较大潜力.然而，目前对PRB技术长期运行稳定性的研究不足，监测方法受限.激发极化方法因其对多孔介质的微观尺度性质变化更加灵敏的特点，更有助于表征PRB充填介质特征.因此，亟需探究基于激发极化方法的PRB运行性能监测技术.本研究聚焦ZVI-AC修复硝酸盐污染的反应机理，以及采用SIP技术监测ZVI-AC材料对硝酸盐污染物的修复过程的可行性，利用频率域激发极化方法（SIP）对零价铁和活性炭复合材料修复硝酸盐污染的过程进行监测，并结合水化学、电子扫描显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）等手段对修复效果进行综合分析.结果表明：（1）ZVI-AC能够发挥复合材料的协同增效作用，通过AC吸附ZVI的氧化产物，减少其在铁颗粒表面的附着，从而延长ZVI的使用寿命.（2）极化率能够伴随着硝酸盐去除率的降低，在0.6～0.7范围内持续下降，而归一化弛豫时间则与硝酸盐的去除剩余率和铁颗粒体积呈现正相关，具有很强的指示作用.实验成果对激发极化方法作为工程实践中为PRB提供低影响、长周期监测的技术手段提供了重要理论依据.

关键词： 易面稀土软磁材料   Snoek极限   高频磁性能  

摘要： 为满足电力电子行业对软磁材料高频磁性能的需求，在合金中引入平面各向异性是突破Snoek极限提升高频磁性能的关键。本文设计了一种具有易面特性的2:17型稀土金属间化合物并通过超导量子干涉仪研究了Fe元素的添加对Nd2(FexCo1-x)17（0≤x≤1）合金磁性能的影响。研究发现Fe元素添加后Nd2(Fe0.6Co0.4)17获得最佳的饱和磁化强度169.43A·m2·kg-1，以及最低的矫顽力88.4 A·m-1。另外，通过调控球磨时间制备Nd2(Fe0.6Co0.4)17片状磁粉，球磨24h后获得最低的磁损耗为1508.8kW/m3（2.5MHz-10mT）。

摘要： 动态荧光材料对外部刺激表现出可变的荧光,对于开发先进的信息加密和高级防伪技术至关重要.在这项工作中,我们开发了一种基于螺吡喃与萘酰亚胺官能化的二氧化硅气凝胶共价接枝的新型光响应动态荧光复合材料.当此类复合材料暴露在紫外光下时,它们会在萘酰亚胺和吡喃的开环态形式之间发生荧光共振能量转移,导致荧光发射从绿色(蓝色)动态转变为红色.基于吡喃的聚集诱导发射效应,该材料可以通过控制氨基在萘酰胺官能化硅胶上的分散程度来调节其特征红色荧光的出现和消失,从而调节吡喃分子的积累状态.此外,通过调节螺吡喃的接枝含量(1%、2%、3%),可以调节复合物荧光颜色的动态变化.利用此类材料的动态荧光变化,我们开发了一种独特的动态信息加密技术模式.这些动态荧光材料可以通过其对外部刺激的精确可调荧光特性,随时间推移显著提高信息加密级别.这为加密过程引入了额外的不可预测性和复杂性,从而使未经授权的一方复制或解密加密信息的难度呈指数级增加.

关键词： 氧化铝   氧化锆   复合材料  

摘要： 氧化铝增韧氧化锆（ATZ）材料结合了氧化铝和氧化锆2种陶瓷的优异性能，在工业领域具有广泛的应用前景。本文中对ATZ材料中四方相氧化锆稳定性的影响因素进行了探讨，综述了ATZ材料的物理性能（相对密度、硬度、断裂韧性）的提高方法，同时总结了其应用领域，最后对ATZ材料的发展前景进行了展望。

关键词： 碳纤维复合材料   3D打印   层间断裂韧性   界面性能  

摘要： 3D打印连续碳纤维增强复合材料（CCFRCs）因其高强度、高模量和轻量化等优异特性，在航空、航天等领域具有广泛的应用潜力。然而，纤维与树脂之间的界面结合较弱，特别是层间界面的性能不足，已成为限制其进一步发展的重要因素。本文研究了热处理对3D打印CCFRCs层间性能及微观结构的影响。通过双悬臂梁试验（DCB），系统探讨了铺层角度、热处理温度和热处理时间等工艺参数对CCFRCs层间断裂韧性的影响，并结合扫描电镜观察断面微观形貌，揭示了热处理工艺对复合材料层间性能的影响机理。研究结果表明，[0°/45°]3和 [0°/90°]3铺层试件的层间断裂韧性高于 [0°/0°]3铺层试件。热处理后[0°/90°]3试件的纤维丝束表面附着更多基体，表面更加粗糙，层间粘结力显著增强。其中，60 ℃热处理2 h的 [0°/0°]3试件层间断裂韧性达到1.570 kJ/m2，相较于未处理试件提高了50.67%。同时，热处理时间越长，试件层间断裂韧性的提升越显著。热处理通过增强树脂的流动性、填充沉积线间孔隙以及优化纤维排布，不仅改善了CCFRCs的层间粘结性能，还改变了其层间失效模式。