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。

关键词： SiBOC陶瓷   浆料   填料含量   六方氮化硼   前驱体浸渍裂解   C   /SiBOC陶瓷基复合材料   力学性能  

摘要： 碳纤维增强SiBOC陶瓷基复合材料(Cf/SiBOC CMC)具有低密度、高强度以及优异的耐高温和抗氧化性能。为了进一步提高Cf/SiBOC CMC力学性能，以聚硼硅氧烷（PBS）、纳米六方氮化硼（h-BN）、碳化硅（SiC）和炭黑为原料制备了不同填料含量的混合浆料，并以混合浆料为前驱体，采用前驱体浸渍裂解（PIP）工艺制备了Cf/SiBOC CMC；分析填料含量对SiBOC陶瓷前驱体浆料黏度的影响，以及浆料中填料含量与PIP循环次数对复合材料孔隙率、体积密度与力学性能的影响；通过旋转黏度仪、场发射扫描电子显微镜和万能试验机对样品进行表征。结果表明：以填料含量为13.77%，黏度为881.33 mPa·s的浆料为前驱体，所制备的Cf/SiBOC CMC力学性能在4次PIP循环后达到最优，抗弯强度和断裂韧性分别为202.33 MPa和7.61 MPa·m1/2，相比未添加填料的复合材料分别提升了49.87%和19.28%，对应的孔隙率和体积密度分别为7.16%和1.6767 g/cm3。该研究可为SiBOC陶瓷基复合材料力学性能的提升提供一定的参考。

关键词： BiVO   SiC   Z型异质结   过硫酸盐   环丙沙星  

摘要： 采用溶胶凝胶-碳热还原法制备3C-SiC，通过水热法合成BiVO4/SiC复合材料。构建Vis+BiVO4/SiC+PMS体系降解CIP，在最佳实验条件下：加入1.0-BiVO4/SiC，投加量为300 mg·L-1、PMS浓度为2mmol·L-1、反应初始pH为7时，40min CIP的降解率为93.63%，反应速率常数k为0.05456min-1，分别是加入BiVO4和SiC的3.34和3.27倍。通过SEM、XRD、XPS、UV-Vis DRS及电化学工作站等方式对催化剂进行表征，BiVO4/SiC优异的光催化性能归因于形成的Z型异质结能够促进电子-空穴对分离的同时，保留催化剂高氧化还原性。因此，BiVO4/SiC形成的Z型异质结能有效的促进PMS的活化，生成更多的活性物种，从而加速了CIP的降解过程。通过自由基的猝灭实验，确定体系中的活性物种为h+、1O2、·O2-、·OH、SO4·-，通过自由基和非自由基的共同作用实现CIP的高效降解。最后，催化剂经过5次循环使用，CIP的降解率仍保持在89.49%。

关键词： 纳米颗粒增强金属基复合材料   温度相关性   屈服强度   理论表征模型   强化机制  

摘要： 通过定量表征宽温域下各强化机制对纳米颗粒增强金属基复合材料屈服强度以及晶界滑移对金属基体屈服强度的影响，建立了不含拟合参数的纳米颗粒增强金属基复合材料温度相关性屈服强度理论表征模型。模型仅需金属基体任意一个参考温度下的屈服强度及相关材料参数，如比热容、热膨胀系数、熔点等，即可预测纳米颗粒增强金属基复合材料在任意温度下的屈服强度。模型预测结果与目前获取到的所有四组实验数据均取得了良好的一致性，实现了对纳米颗粒增强金属基复合材料宽温域屈服强度的合理预测。在此基础上，探讨了主要强化机制对纳米颗粒增强金属基复合材料屈服强度的影响及其随温度和颗粒尺寸的演化规律，为设计和开发适用于宽温域下的纳米颗粒增强金属基复合材料提供了理论依据和有效建议。

关键词： 生物活性玻璃复合材料   骨质疏松性骨折   骨折愈合   骨密度   患者满意度  

摘要： 评估生物活性玻璃复合材料在骨质疏松性骨折治疗中的效果。方法 选取2023年12月至2024年3月确诊的骨质疏松性骨折患者120例,随机分为对照组和治疗组,各60例。对照组实施常规疗法,包括骨折固定、药物治疗及康复训练;治疗组则采用生物活性玻璃复合材料进行介入治疗,并辅以药物预防感染及提升骨密度。结果 治疗组在疼痛减轻、活动自由度提升、骨折愈合时长方面均优于对照组,差异显著。同时,治疗组并发症发生率较低,骨密度、强度和弹性模量均高于对照组,骨折愈合质量显著更优。患者满意度方面,治疗组在疼痛缓解、活动恢复、生活质量提升及治疗舒适度上均表现出明显优势。结论 生物活性玻璃复合材料在骨质疏松性骨折治疗中效果显著,能加速骨折愈合,提高骨密度,降低并发症风险,提升患者满意度,具有广泛的应用前景。

关键词： WC陶瓷基复合材料   ZrO   放电等离子烧结   烧结工艺   晶粒生长动力学  

摘要： 采用放电等离子烧结（SPS）制备了WC-ZrO2陶瓷基复合材料，研究了SPS对复合材料显微组织、性能和晶粒生长动力学的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对样品的相组成、形貌和粒径进行了研究。结果表明：较佳SPS工艺为1650℃，5 min，40 MPa。WC-10 wt.% ZrO2具有较佳的综合性能，其相对密度为99.9%，硬度为2003 HV，断裂韧性为11.3 MPa·m1/2。WC-10 wt.% ZrO2在长轴和短轴方向上的生长动力学指数和生长活化能分别约为2.173和421.342 kJ/mol，2.326和457.685 kJ/mol。WC陶瓷和WC-ZrO2陶瓷基复合材料中的生长传质机制分别受离子的随机扩散和晶界扩散控制。

关键词： 镍锌电池   ZnO负极   多孔结构   SnO   修饰层   快速充放电性能  

摘要： Ni-Zn电池因其具有高能量密度和高安全性而被视为规模化储能的理想选择之一。然而，由于ZnO负极的低电导率、副反应和枝晶生长等问题，造成其转化反应活性低、长循环寿命差和高倍率容量低，阻碍了其大规模商业化。为了克服这些挑战，我们构建了一种由纳米片组装而成的三维多孔ZnO微球，并在其表面修饰SnO2。该结构中，纳米片之间的丰富空隙为离子提供了快速传输通道; SnO2修饰层不仅可以增大析氢过电位，增强电极的抗腐蚀性能，还可以提高ZnO导电性，从而保证Zn和ZnO之间的可逆转变。在独特的多孔结构和SnO2保护层的协同作用下，三维多级孔ZnO@SnO2微球复合材料作为负极的Ni-Zn电池在6 A g-1的电流密度下，经过700次循环后仍能保持546.6 mA·h·g-1的放电比容量，容量保持率为94.5%，远高于纯ZnO电极(61.7 mA·h·g-1，保持率10.9%)；在48 A g-1的高电流密度下，放电比容量也高达560.0 mA·h·g-1，表现出优异的倍率性能，综合表明在多孔微球结构和SnO2的协同作用下，ZnO@SnO2电极有着更优异的抗腐蚀性能和长循环寿命。