关键词： CFRP   海水老化   Fick定律   吸湿特性   力学性能退化   仿真策略   失效模式  

摘要： 海水中的湿热和盐雾环境会影响复合材料的性能和服役年限。在空气、纯水、海水和十倍浓度海水环境中对CFRP开展了湿热老化试验，基于Fick定律修正了循环变温下海水老化的吸湿模型，饱和吸湿后开展了准静态拉伸试验测试力学性能。提出了保留湿热应力状态的分步耦合仿真计算策略，用于预测吸湿后的复合材料拉伸损伤特征。该策略分步耦合获得湿热应力场，并将湿热应力导入到拉伸仿真分析模型之中，实现了在力学计算模型之中考虑湿热膨胀对材料性能劣化的影响。基于试验和仿真，研究了复合材料在多类环境因素下的吸湿特征和吸湿后的拉伸损伤特征。结果表明：修正吸湿模型和分步耦合仿真策略可有效表征循环温度下多浓度环境下的吸湿过程以及湿热膨胀对材料力学性能的影响；饱和吸湿率随浓度增加而降低，吸湿速率与温度呈明显的正比关系，吸湿速率与浓度呈反比；老化后CFRP的弹性模量随浓度增加而微弱降低，强度极限略微降低，树脂基体性能退化为主要老化影响因素；试件失效模式受老化影响可分为片状断裂、爆炸性纤维条状碎裂和纤维-树脂抽离破坏，原因是海水浓度越高对树脂基体的老化作用越明显，导致纤维-树脂结合力降低。

关键词： B   C/6061Al   铣削   切削力   切削温度   刀具磨损  

摘要： B4C/6061Al复合材料因其良好的中子屏蔽性能在核电领域有着巨大的应用前景，但其高强度和硬度特性严重影响了其加工质量和效率。为揭示B4C/6061Al复合材料铣削过程的材料去除行为与刀具磨损机制，本文采用金刚石涂层刀具对B4C/6061Al进行了铣削实验，研究了不同铣削长度时的铣削力、铣削热、表面质量和切屑形貌，以及刀具磨损规律。结果表明：随铣削长度从5 mm增加到200 mm，X向和Y向的铣削力分别增加了139%和195%。不同铣削长度时的最高切削温度均呈先快速升高，而后升温速率降低的趋势。B4C/6061Al复合材料的加工表面损伤主要表现为划痕、凹坑、孔洞、裂纹、犁沟、颗粒堆积、颗粒破碎、颗粒基体脱粘和基体涂覆等形式。随铣削长度增加，表面粗糙度呈增大趋势，最大达到0.516 μm。在铣削长度由5 mm到200 mm的加工过程中，刀具的初始磨损阶段为0-50 mm，稳定磨损阶段为50-200 mm，B4C颗粒不断刮擦刀具材料引起的磨粒磨损以及6061Al引起的粘着磨损是刀具失效的主要原因。

关键词： 均匀化方法   NIAH方法   层合板3D分析   复材与钢材的螺栓连接   螺栓分析  

摘要： 采用3D有限元模型可以较准确的分析复合材料层合板与钢板的螺栓连接区域，然而由于层合板缺少必要的3D各向异性材料属性数据而使得3D计算分析受到限制。为解决该问题，以及避免逐层建立3D层合板模型带来的复杂性，提出了利用NIAH方法（均匀化方法的新求解方法）来确定层合板整体3D材料属性的方法。方法中所需的表征层合板整体属性的单胞，通过结合实际层合板的铺设方式，选取具有代表性铺设次序的那些单层来构造。在对单胞的单元类型、网格影响等讨论的基础上，通过具体实例获得了层合板的3D材料属性，并有效地实现了层合板和钢材的螺栓连接的3D有限元分析。

关键词： 运动鞋中底   发泡材料   碳纤维复合材料   减震性能   回弹性能   拉伸性能  

摘要： 针对运动鞋中底的减震回弹特性，介绍了3种运动鞋中底用材料的性能特点，包括发泡材料、复合材料和仿生材料。梳理了运动鞋中底用复合材料的结构和成型工艺，分析了存在的技术瓶颈。重点总结了运动鞋中底用复合材料相关性能的研究进展，包括减震性能、回弹性能和拉伸性能等，并展望了运动鞋中底用复合材料的发展方向。认为：未来运动鞋中底用复合材料应更加注重环保和可持续发展，进一步提高减震性能和回弹性能，降低生产成本。

关键词： 芳纶   复合材料   摩擦   磨损  

摘要： 综述了芳纶复合材料摩擦磨损性能的研究进展，介绍了纤维增强、颗粒填充及高聚物共混改性芳纶复合材料的摩擦磨损性能，对比分析了干摩擦、水润滑、油润滑等不同润滑条件对芳纶复合材料摩擦磨损性能的影响，经过改性使芳纶复合材料的摩擦磨损综合性能得到改善。简述了芳纶复合材料在航空航天、汽车工业和防护装备等其他领域的应用。最后，展望了芳纶复合材料在未来的研究方向。

关键词： SiC/SiC陶瓷基复合材料   SiC过渡层   玻璃陶瓷复合涂层   结合性能  

摘要： SiC/SiC陶瓷基复合材料以其耐高温、低密度、高强度等优点有望被用于可重复使用空天飞行器的热防护系统。鉴于空天飞行器面临的复杂恶劣使用环境，为满足可重复使用的要求亟需在SiC/SiC陶瓷基复合材料表面制备高温抗氧化封严涂层，因SiC/SiC陶瓷基复合材料粗糙且各向异性的表面易诱导涂层开裂失效，封严涂层设计和涂层结合性能优化有待进一步研究。本工作通过化学气相沉积法在SiC/SiC陶瓷基复合材料表面设计制备了SiC过渡层，解决了MoSi2掺杂的SiO2-Al2O3-BaO-B2O3玻璃陶瓷复合涂层(MoSi2-SABB)的开裂剥落问题，使涂层展现出良好的抗热震性能。有限元分析表明SiC过渡层能够有效降低MoSi2-SABB涂层与基材界面的残余应力，缓解残余应力的各向异性，显著提升了涂层的结合性能。结合第一性原理计算探究了不同晶型极性SiC过渡层与MoSi2-SABB涂层的结合机制，结果表明SiC过渡层的晶型与极性是影响涂层结合性能的关键因素，为SiC/SiC陶瓷基复合材料表面封严涂层的设计与涂层结合性能的优化提供了重要依据。

关键词： 异质结构   金属硫化物   光催化降解   复合材料  

摘要： 日益加重的水体污染问题严重影响自然界的平衡同时威胁人类的健康。采用静电纺丝和溶剂热相结合的方法，设计制备了一种BiOI/CdS/PAN复合光催化材料。将材料应用于对盐酸四环素（TC）的降解中，实验结果表明：与BiOI/PAN相比，BC-2表现出优异的降解性能，可见光照射160 min后降解效率达到89.7%。四次循环实验后该材料仍具有较高的稳定性，降解效率仅降低6.8%。自由基捕获实验表明·O-2和h+是光催化降解过程中的主要活性物质。

关键词： SiC   /SiC复合材料   核能领域   反应堆   应用与挑战  

摘要： SiCf/SiC复合材料于20世纪80年代研制成功，凭借良好的耐中子辐照、耐高温等性能特点，在核能领域有巨大应用潜力。本文系统梳理了近50年来，SiCf/SiC复合材料在核能领域应用的研究进展。在聚变堆应用方面，重点整理收集了SiCf/SiC复合材料在美国ARISE聚变堆、日本DREAM聚变堆、法国TAURO聚变堆中的应用设计方案及关键运行参数。在裂变堆应用方面，针对气冷堆、熔盐堆等多种堆型介绍了SiCf/SiC复合材料在美国EM2气冷堆、法国ALLEGRO气冷堆、美国Sm-AHTR熔盐堆的设计应用方案及关键运行参数。此外，重点介绍了美国能源部耐事故燃料项目中SiCf/SiC复合包壳的研制规划及美国、法国、中国等国家目前SiCf/SiC复合包壳研制技术状态。虽然SiCf/SiC复合材料是托卡马克聚变堆装置包层以及裂变反应堆包壳的重要候选材料，但辐照后热导率下降、高温水氧腐蚀以及辐照后开裂等挑战，是限制其实现工程应用的重要技术瓶颈，建议从纤维编织结构、纤维体积分数、纤维界面相特征、复合材料致密化工艺等多方面进行针对性调整，以应对SiCf/SiC复合材料堆内实际工程应用所面临的挑战。

关键词： 二氧化硅   纤维素纳米纤维   锌空气电池   聚丙烯酰胺   凝胶电解质  

摘要： 采用自由基聚合法制备了聚丙烯酰胺（PAM）、PAM-纤维素纳米纤维（PAM-CNF）、PAM-CNF-SiO2凝胶，作为柔性锌空气电池的电解质。探究SiO2和CNF添加对PAM基凝胶电解质表面形貌、吸液率、保水率以及离子电导率等性能的影响；并进一步将其组装成锌空气电池，分别对其进行功率密度、放电倍率、恒流放电、充放电循环等电化学性能测试。结果表明：与PAM和PAM-CNF凝胶电解质相比，PAM-CNF-SiO2凝胶具备较高的吸液率（669%）、保水率（73%）和离子电导率（367mS/cm），组装成锌空气电池后功率密度为24.28mW/cm2、充放电循环时长可达61.35h、充放电循环效率为56.7%。在此基础上，通过在碱性电解液中引入KI获得的PAM-CNF-SiO2-KI电池具备更低的充电电压（1.83V）、更高的循环效率（62.8%）、更高的功率密度(28.47mW/cm2)以及更久的充放电循环时长（69.14h）。使用SiO2和KI作为PAM和CNF的增强剂，提供了一种制备高保水性凝胶电解质的通用方法，扩展了锌空气电池在可穿戴电子器件中的应用潜力。

关键词： 速凝剂   聚合硫酸铝   二氧化硅   钙矾石   强度   无碱无氟  

摘要： 无碱无氟液体速凝剂具有强度发展稳定及环保性能好的特点，逐渐应用于喷射混凝土中。以聚合硫酸铝、二乙醇胺、乙二醇及硫酸镁等为主要原材料，并通过掺入增强与稳定组分，制备了一种高早强的无碱无氟液体速凝剂，速凝剂的掺量为水泥质量的7%时，水泥净浆的初凝与终凝时间分别为2min30s和7min25s，6h、1d的水泥胶砂抗压强度分别为1.5MPa、12.4MPa，通过水化热、热重分析及XRD测试分析研究了高早强无碱无氟液体速凝剂对水泥水化进程与水泥水化产物的影响。