关键词： 共价有机聚合物   电子结构   氟   氧还原反应  

摘要： 共价有机聚合物（COPs）作为一种具有可预先设计的结构和明确活性点位的新型材料，对于氧还原电催化剂的研究具有重要意义。通过在COPs中引入官能团调节其电子结构是优化其电催化氧还原性能的有效策略。以碳纳米管为载体，四氨基酞菁钴(CoPc(NH2)4)、氨基酞菁铁(FePc-NH2)以及具有不同吸电子基团或供电子基团的对苯二甲醛（BDA）为构建单元，通过希夫碱缩聚，合成了一系列共价有机聚合物/碳纳米管复合材料。结果表明：随着COPs中吸电子基团（氟）的引入，其相应的催化剂表现出逐渐提高的电催化氧还原性能。其中，以2，3，5，6-四氟对苯二甲醛(BDA-F4)为构建单元合成的催化剂(FeCo-COP-BDA-F4@CNT)表现出最好的电催化氧还原性能，远远优于商业Pt/C催化剂。此外，FeCo-COP-BDA-F4@CNT具有优异的抗甲醇性能和电化学稳定性，在金属-空气电池和燃料电池中具有巨大的应用潜力。

关键词： 水性聚氨酯   复合材料   导电填料   防腐性能   抗静电性能  

摘要： 为提高填料与水性聚氨酯（WPU）之间的相容性和增加涂层防腐和抗静电性能，采用聚醚胺对氧化石墨烯（GO）边缘的羧基进行化学改性制备改性氧化石墨烯（AGO），并进一步制备了聚苯胺/改性氧化石墨烯复合材料（PANI/AGO）用于涂层制备。采用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG）法表征复合材料结构，并分析了涂层的力学性能、抗静电性能和防腐性能。结果表明：当PANI/AGO加入质量为涂料的2%时，表面电阻为3.46×108Ω，附着力0级，铅笔硬度5H，腐蚀电位为-0.446mV，腐蚀电流为8.293×10-9A/cm2。与单一填料相比，PANI/AGO能在更低的添加量下表现出显著的性能优势。添加仅2% PANI/AGO的涂层在物理性能和防腐性能方面均显著优于传统单一填料，此外，PANI/AGO的引入有效改善了纳米填料与WPU之间的相容性，从而增强其力学性能和防腐性能。

关键词： 钛基复合材料   Ti55   TiBw   氧化层厚度模型   支持向量机  

摘要： 本文采用支持向量机方法与粒子群优化算法，以氧化实验为基础，优化了TiBw/Ti55复合材料氧化层厚度支持向量机模型的惩罚系数C为64.15405、径向基宽度系数g为0.56689，建立了TiBw/Ti55复合材料氧化层厚度模型为f（x）= ∑i，j=116(ai- ai*)exp(-0.5689 ||xinorm- xjnorm||2+0.39490).氧化层厚度预测模型训练集的决定系数为0.98706，均方根误差为0.05445，测试集的决定系数为0.99504，均方根误差为0.13211，TiBw/Ti55复合材料氧化层厚度的预测值与实验值的平均误差为5.88%，说明本文建立的TiBw/Ti55复合材料氧化层厚度支持向量机模型具有高预测精度。在此基础上，分析了氧化温度、增强相体积分数和氧化时间对TiBw/Ti55复合材料氧化层厚度的影响规律。

关键词： 陶瓷基复合材料   强度理论   界面脱粘   韧脆性转变   混合率  

摘要： 韧-脆性转变对于连续纤维增强陶瓷基复合材料（CMCs）的设计与性能评价具有重要意义。采用单纤维圆柱体模型，基于弹性力学理论、剪滞理论、纤维统计强度理论以及混合率，考虑细观损伤破坏机理、纤维近表面应力集中因子和界面脱粘能量释放率，建立了CMCs的跨尺度韧-脆性转变过程拉伸强度的表征预测模型，并将理论模型用于2D-C/SiC复合材料进行了初步对比论证。研究结果表明，混合率强度模型可合理表征CMCs韧-脆性转变过程的强度特性，并准确预测CMCs的韧-脆性转变界面力学条件，其对2D-C/SiC复合材料的强度预测值与实验数据吻合较好，揭示了纤维近表面应力集中效应对CMCs韧-脆性转变的核心作用机制。此外，考虑断裂纤维簇对应力集中的影响时，模型的强度预测值大幅度降低，表明非均匀界面性能和非均匀承载导致的局部纤维簇断裂核，对CMCs的承载性能具有显著削弱效应。

关键词： 无卤阻燃剂   离子液体   环氧树脂   复合材料   力学性能   阻燃性能   功能材料  

摘要： 以丙烯酰胺、咪唑、1-溴丙烷和次亚磷酸钠为原料，采用季铵化反应和离子交换法制备了磷-胺离子液体1-（3-氨基-3-氧丙基）-3-丙基-咪唑次磷酸盐（IL），采用FTIR、1HNMR和HRMS确认了其结构。将其作为固化剂用于固化环氧树脂（EP），得到了EP复合材料。通过SEM表征和拉伸强度、冲击强度测试及极限氧指数、水平/垂直燃烧、热分析、锥形量热实验，探究了IL质量分数对EP复合材料性能的影响。结果表明，IL的添加提高了EP复合材料的力学性能，当IL质量分数为6.4%时，制备的EP复合材料（EP-2）的冲击强度比纯EP（EP-0）提高了46.16%。IL的加入拓宽了EP复合材料的分解温度区间，提高了残炭量，大幅降低了最大热释放速率（PHRR）和总释放热（THR），当其质量分数为8.4%时，制备的EP复合材料（EP-3）的PHRR为664.95 kW/m2，比EP-0(921.72 kW/m2)下降了27.86%，而THR从EP-0的119.27 kJ/m2至86.39 kJ/m2，下降了27.57%，极限氧指数达到了30.6%，水平/垂直燃烧等级达到V-0级。

关键词： 低维功能复合材料   功能性能   均匀化方法   理论及数值模型  

摘要： 低维功能复合材料由于其优异的功能性能，在过去的几十年里吸引了广泛的研究，并已在航空航天、能源工业等各个领域中得到关键的应用。本综述重点讨论了低维功能复合材料有效功能性能的理论和数值均匀化模型。首先对使用较为广泛的静态、动态和数值均匀化方法进行了介绍，并对涉及到的填料、频率相关电界面效应和热界面效应进行了详细的论述。随后，介绍了低维功能复合材料的功能性能包括电性能、电磁屏蔽性能、储能性能、热性能和多场耦合性能的理论及数值均匀化模型。最后，对低维功能复合材料未来的发展方向进行了展望。

关键词： 抽芯铆钉   复合材料   拉伸速率   有限元分析  

摘要： 铆接结构往往受到不同速率的拉伸载荷，而拉伸速率的大小对复合材料与金属铆接结构的强度有很大的影响。为了探究加载速率对CRFP/Al单双剪铆接强度的影响，利用Abaqus二次开发Vumat子程序的功能，基于连续损伤力学、三维Hashin失效准则和应变率效应，建立了CFRP/Al单双剪铆接的数值模型，研究了1 mm/s、100 mm/s、200 mm/s、300 mm/s四种拉伸速率对单剪和双剪铆接强度的影响，同时进行拉伸试验验证数值模型的准确性。结果表明：随着拉伸速率的增大，单剪和双剪铆接接头的强度也随之增加但双剪铆接接头的强度增幅更高。此外，随着拉伸速度越大，CFRP损伤程度越小，高的拉伸速度对CFRP损伤具有明显的抑制作用。

关键词： 干燥收缩   减缩组份   高延性   煤矸石   微观表征  

摘要： 【目的】提出一种以固废煤矸石替代天然细集料河砂，且掺入不同减缩组份来制备生态型高延性低收缩水泥基复合材料(HD-LSCC)的配合比优化设计。【方法】研究不同减缩组份单掺或复掺、不同煤矸石替代率对HD-LSCC干燥收缩、抗压强度、拉伸延性以及微观界面结构的影响，并采用微观手段表征宏观机理。【结果】单掺或复掺不同减缩组份均使HD-LSCC的干燥收缩率降低60%以上，但同时也不同程度地削弱了HD-LSCC抗压强度，下降幅度约为1%～50%；随煤矸石替代率的增大，HD-LSCC抗压强度呈下降趋势；且膨胀剂(UEA)组HD-LSCC拉伸延性优于同替代率下减缩剂(SRA)组，基体产生了微膨胀，有利于抵消更长龄期下HD-LSCC的干燥收缩。【结论】在HD-LSCC中掺入6%掺量的UEA，且煤矸石替代率高达80%时，HD-LSCC满足工程实践要求和固废资源化利用的目标。

关键词： 形状记忆聚合物   复合材料   改性方法   应用领域   挑战与展望  

摘要： 形状记忆聚合物因其可逆形状变换特性，在航空航天、生物医学及工业等领域具有广泛应用。然而，传统形状记忆聚合物在力学性能、响应速度、形状恢复率及多功能化等方面仍存在局限，限制了其实际应用。为此，研究者通过物理改性、化学改性及结构设计创新等方法提升其力学强度、形状稳定性、多重响应能力并赋予其多功能性，从而拓展其应用范围。此外，本文还总结了改性形状记忆聚合物及其复合材料在相关领域的应用，并分析了当前研究中面临的挑战，最后对未来研究方向进行了展望。

关键词： 夹层双悬臂梁   双材料界面   I型层间断裂韧性   有限元法   J积分   虚拟裂纹闭合技术  

摘要： 钢-玻璃纤维增强树脂复合材料（GFRP）共固化胶接接头广泛应用于风电叶片叶根连接，其安全可靠对风机结构安全性至关重要。界面I型断裂韧性的准确测量，是研究这类双材料胶接接头界面失效的前提。为了采用双悬臂梁（DCB）法测得钢/GFRP双材料界面的纯I型层间断裂韧性，提出了一种夹层双悬臂梁试样进行双材料界面I型层间断裂韧性的测试方法。基于裂纹尖端能量释放率计算的J积分法和虚拟裂纹闭合技术（VCCT），建立了等厚度、等弯曲刚度和夹层结构等三种双悬臂梁构型试样的有限元模型；采用基于VCCT的有限元法，计算了三种DCB试样构型在I型载荷下的断裂行为，得到载荷-位移、应变、应力和裂纹尖端的临界应变能释放率；通过对夹层DCB的分析结果和测试结果进行对比，结果表明夹层DCB试样上下表面应变偏差最小(<11%)，裂纹尖端的II型应变能释放率占比最小(≤0.05%)，是一种具有更高精度的共固化钢/GFRP层间I型断裂韧性测试方法；虚拟裂纹闭合技术可以准确模拟共固化钢/GFRP的断裂行为，计算的载荷位移曲线与测试结果相符，为叶根预埋连接的精细化分析提供解决方案。