关键词： C/C复合材料   氧乙炔   多物理场耦合仿真   烧蚀机制  

摘要： 为研究氧乙炔烧蚀试验参数及多物理场分布对C/C复合材料烧蚀机制的影响，基于氧乙炔烧蚀方法，建立了烧蚀模型，并借助多物理场耦合仿真技术计算烧蚀过程中的温度场、流场与化学反应场。通过扫描显微镜观察烧蚀形貌并结合仿真计算结果，揭示材料在不同试验条件的分区烧蚀机制。研究表明，通过仿真计算获得的试样烧蚀表面温度场分布与试验测试结果吻合度较高，烧蚀表面气流速率从中心点至边缘先增大后减少，烧蚀距离10 mm与20 mm的反应气体含量分布呈现两种非线性变化。C/C复合材料烧蚀中心区以热化学烧蚀为主，其中烧蚀距离为10 mm时以O2的热氧化为主，烧蚀距离为20 mm时以H2O/O2的热氧化为主；烧蚀过渡区以高速气流的机械剥蚀为主，H2O/O2的热氧化为辅；烧蚀边缘区以H2O热氧化烧蚀和H2刻蚀为主，气流机械剥蚀为辅。

关键词： Rudders  

摘要： In order to reveal the different damage mechanisms of the 3D – orthogonal C/SiC composite (3D – C/SiC) rudder fins and mental bolt combined structure, and of the carbon cloth stitching C/SiC composite (2D – C/SiC) rudder fins and mental bolt combined structure, interlaminar shear tests and combined bending-torsion loading tests were conducted to investigate the influence of fiber preform configuration on the interlaminar shear and bending-torsion coupled mechanical properties of the 2D – C/SiC composites cut from the low stress area of the corresponding failed rudder fins. The results show that the 2D – C/SiC composites have lower strength property while higher stiffness property compared with the 3D – C/SiC composites. The material test results were compared with the test results of its rudder fins structure, and the reason for the very low strength of the combined 3D – C/SiC composite fins and bolt structure were analyzed. It is show that the applied load on dangerous section of the rudder fins structure is shared by the rudder shaft and the bolt. According to the basic principle in combined structure that the load is distributed based on the stiffness ratio of the components, the load borne by 3D – C/SiC composite rudder shaft with lower density and stiffness is inevitably lower, and the bolt yields early due to its relatively higher load, thus reducing the load-bearing strength of the combined structure. © 2025 Aeronautical Manufacturing Technology Magazine Office. All rights reserved.

关键词： 聚丙烯   改性   性能   分子动力学模拟   界面作用   功能材料  

摘要： 采用不同维度的填料，包括零维球状材料（氮化铝、铜粉）、一维线状材料（碳纤维粉、碳粉）和二维片状材料（石墨）对聚丙烯（PP）进行了单一填料改性和多元填料改性，测试了改性后PP/导热填料复合材料的拉伸强度、弯曲模量、热变形温度和导热系数，利用Materials Studio软件构建了复合材料的结构模型，并进行了分子动力学模拟，计算了模拟结构的剪切模量和界面作用参数（结合能、均方位移、扩散系数），考察了填料维度对PP/导热填料复合材料性能及界面作用的影响。结果表明，相比于单一填料改性，三元填料（石墨-碳纤维粉-氮化铝）改性能显著提升PP的导热系数至0.326 W/(m·K)，比PP提高了74.3%，并提升了PP的热变形温度至118.2 ℃，比PP提高了34.6%，同时保持了良好的力学性能，拉伸强度和弯曲模量分别为38.6、2686 MPa，比PP分别提高了8.7%、73.7%。计算的多元填料改性PP/导热填料复合材料模拟结构的剪切模量与实验测试的弯曲模量结果基本一致，并与结合能、均方位移和扩散系数表现出几乎相同的规律。

关键词： 复合材料模具   应力松弛   固化变形   残余应力   型面精度  

摘要： 低密度、低热容、CTE可设计的复合材料模具，不仅可以减小复材零件的固化变形，还能够提高成型效率，使其成为制造大尺寸、高长径比复杂类回转体复材结构成型模具的首要选择。然而，受复材零件固化过程中的高温高压循环载荷影响，复合材料模具的结构特性与型面精度均会发生变化，引起模具损伤、破坏，缩短使用寿命。本文通过应力松弛试验研究了两步固化成型复合材料模具在热循环加载条件下的结构稳定性变化规律。试验结果表明：模具固化残余应力随试验温度升高和时间延长而下降，且温度越高，下降速率越快，下降程度越大。松弛速率随温度的升高而增大，松弛极限随着温度的升高而降低。200 ℃使用温度下具有最大松弛速率7.6 MPa/s和松弛极限106 MPa。研究结果能够揭示复合材料固化残余应力变化机制及影响规律，对于指导复合材料结构设计与提高其使用性能具有重要意义。

关键词： 网格互穿结构金属-多相复合材料   制备工艺   压缩和吸能性能   阻尼性能   工程减震应用  

摘要： 网格互穿结构金属-多相复合材料不仅保留了各组成相的材料特性，还通过互穿结构实现了性能的协同提升。通过内部各相的摩擦和粘弹性效应，网格互穿结构金属-多相复合材料在循环载荷作用下可有效地耗散能量，表现出优异的阻尼性能，在工程减震领域具有广阔的应用前景。本文综述了现有的三种网格互穿结构金属-多相复合材料的研究进展，包括陶瓷/金属、金属/金属和高分子聚合物/金属复合材料，在此基础上对其制备工艺（熔体渗流法、金属取代法）和主要性能（压缩和吸能性能、阻尼性能和吸声减噪性能）进行了阐述。并以高分子聚合物/金属材料为例，介绍了网格互穿结构金属-多相复合材料在工程减震中的应用，对其存在问题以及未来研究趋势进行了分析展望。

关键词： 复合材料   夹芯结构   力学试验   失效模式   弯曲   拉伸  

摘要： [目的]：面向复合材料的实船应用前景，设计一种泡沫填充的复合材料夹芯夹筋结构（组合厚板）。[方法]针对组合厚板各向异性的特点，针对组合厚板顺筋方向和垂直筋方向分别进行三点弯曲试验与拉伸试验，对比该结构不同方向上的强度和模量，重点分析组合厚板在2个方向弯曲载荷下的破坏模式及其失效机制，讨论试件中心位置、胞元筋板数量对其力学性能的影响。[结果]结果显示，组合厚板各向异性显著，相较于顺筋方向，结构在垂直筋方向弯曲强度提高了82%，拉伸模量提高了22%；在弯曲载荷下，结构发生初次破坏后承载力大幅降低；在垂直筋方向，初始破坏模式为下面板局部脱粘，在顺筋方向，初始破坏模式为筋板剪切破坏；胞元筋板数量和中心位置对组合厚板弯曲强度影响显著，对其拉伸模量影响较小；在弯曲载荷下，结构初始破坏模式与胞元筋板数量和弯曲中心位置无关；初始破坏时，纤维未出现明显的屈曲、断裂现象，面板、筋板和泡沫之间的粘接强度一定程度上决定了结构的弯曲强度；初始破坏后，试件的损伤过程有所不同。[结论]对组合厚板开展力学试验，可为后续复合材料夹芯夹筋板在船海主承力结构上的推广应用提供技术参考。

关键词： 复合材料   混合连接结构   力学性能   失效模式   实验   数值分析  

摘要： 随着复合材料的大规模应用，复合材料与金属结构的组合使用在工程中变得日益普遍，这对其接头设计提出了新的要求。分析了金属-复合材料混合结构螺栓连接强度和失效分析的研究现状，探讨了接头形式、装配间隙、几何参数、复合材料铺层设计、螺栓预紧力和服役环境等因素对混合连接结构力学性能和失效模式的影响规律，并详细讨论了温度与机械载荷共同作用下的失效机制。此外，还总结了金属-夹芯复合材料连接结构失效行为的相关研究。研究表明，目前发展的实验方法和数值模型可用于辅助复合材料-金属螺栓连接接头的设计，推动复合材料在舰船工程结构中的应用。

关键词： 非晶软磁复合材料   制备工艺   微观结构   软磁性能   纳米非晶粉末  

摘要： 随着第三代半导体、新能源、新一代通信技术等领域的迅速更新迭代,电力电子器件高频化发展需求日益增加,高频下器件将面临更大的损耗考验,绿色节能已成为相关新材料发展的核心驱动力.非晶软磁复合材料是基于传统粉末冶金技术,将绝缘包覆后的非晶粉末压制成型得到的一类新型软磁材料.相比传统软磁材料,非晶软磁复合材料具有以下优点:三维磁各向同性、极低涡流损耗、中高频下相对较低的磁芯损耗、良好抗直流偏置能力和综合软磁性能,以及优异可加工性,适用于复杂和微型器件成型.本文从非晶粉末制备、绝缘包覆和成型、热处理、微观结构和软磁性能调控,以及纳米非晶磁粉芯等方面综述了非晶软磁复合材料近年来取得的研究成果,同时对未来非晶软磁复合材料的研究热点和趋势、关键问题、发展前景和应用进行了展望.

关键词： 赤泥   钛酸钡   固相反应   复合微波吸收材料  

摘要： 为了实现赤泥的资源化利用，本工作以赤泥为铁源，以可溶性淀粉为碳源，采用溶胶凝胶法和固相反应法制备FexOy/BaTiO3/C复合微波吸收材料。首先利用钛酸四丁酯和乙酸钡，经过溶胶凝胶过程得到BaTiO3的前驱体溶胶，然后将其与赤泥、可溶性淀粉混合均匀，最后经过干燥、固相反应。固相反应过程中，赤泥中的Fe2O3经原位碳热还原转化为Fe3O4、Fe，均匀分布于材料内部，BaTiO3则呈针棒状。实验结果表明，通过调节固相反应温度和原料配比，可以对复合材料的物相组成、微观形貌与吸波性能进行优化。当固相反应温度为700℃时，RmBTS-700-1.2在涂层厚度为2.0 mm的最低反射损耗值为-16.0 dB，有效吸收带宽可达3.0 GHz，而RmBTS-700-1.8在涂层厚度为2.0 mm时在10.7 GHz处的最低反射损耗值可以达到-32.6 dB。本研究制备的FexOy/BaTiO3/C复合微波吸收材料兼具较强的介电损耗能力和磁损耗能力，开辟了赤泥的综合利用新途径，助推“碳中和、碳达峰”目标的实现。