关键词： 高温高湿   复合材料   老化   力学性能   失效机理  

摘要： 通过拉伸、压缩、弯曲、冲击等力学性能检测，结合形貌表征、红外光谱分析、吸湿率测试等方法研究了玻璃纤维增强乙烯基酯复合材料(GFRP)在60℃-80%RH、60℃-95%RH、80℃-95%RH 3种高温高湿环境下的失效行为。结果表明，高温高湿环境下，湿度主要影响了GFRP材料的饱和吸湿率，温度是水扩散系数增加的主因，从而导致80℃-95%RH下GFRP材料的损伤最严重。60℃-80%RH和60℃-95%RH两种高温高湿环境下，GFRP的老化程度并未出现明显差异，在拉伸、弯曲、压缩、冲击性能测试中，压缩强度的下降最为显著，仅老化49 d后，两种环境下GFRP压缩强度分别下降了18.18%和22.22%，失效的主要原因在是材料吸水导致树脂基体溶胀和塑化。80℃-95%RH环境下，冲击强度下降最为显著，仅老化49 d后便下降了51.43%，失效的主要原因是树脂/纤维界面的破坏。

关键词： 蜂窝夹芯   声学性能   复合材料   吸声优化   宽频吸声  

摘要： 科技飞速的发展给人们带来了便利，同时也带来了大量有危害的噪声。针对蜂窝夹芯复合材料隔声吸声问题，本文从表芯层材料、制备方法、吸声性能优化、应用等四个方面综述了蜂窝夹芯复合材料的研究进展。首先，目前蜂窝夹芯复合材料的芯层材料包括纤维增强复合材料、声学超材料和多孔气凝胶，表层材料包括纤维增强复合材料、微穿孔板和薄膜型声学超材料。其次，蜂窝夹芯复合材料的制备方法主要为热压成型法、真空辅助树脂转移成型法、联锁法、3D打印法和定制折叠法五种方法。最后，本文从蜂窝单元形状与尺寸优化、蜂窝芯填充优化、多蜂窝层合优化等方面阐明了目前蜂窝夹芯复合材料吸声性能优化的研究现状，并介绍了目前蜂窝夹芯复合材料的主要应用领域。研究表明，具有特殊声学性能的表芯层材料及蜂窝结构吸声性能的优化仍是未来研究的重点，低频宽频隔声吸声材料的研发则是当前面临的主要挑战和研究方向。

关键词： C/SiC复合材料   激光超声复合切削   螺纹特征   表面缺陷  

摘要： C/SiC复合材料具有高比强度、高比刚度、低密度、耐高温等优异的力学性能和物理特性，常用于制作高温复合材料紧固件。但在常规加工（CM）下，螺纹特征完整度低且表面存在纤维拔出、基体破碎等损伤微观缺陷，使其难以满足高性能连接的要求。本文采用了激光超声复合切削技术（L-UHM）开展C/SiC复合材料螺纹特征加工，研究了不同加工方式下螺纹特征表面微观缺陷的变化规律和拉伸测试结果，揭示了CM、激光辅助加工（LAM）以及L-UHM下的螺纹特征的缺陷以及表面微观缺陷与其拉伸性能的关系，证明了L-UHM在C/SiC复合材料螺纹特征加工中对微观缺陷控制的优势。结果表明：相比CM和LAM，在L-UHM下，牙顶、牙壁和牙底的纤维拔出、纤维脱粘和基体破碎得到控制，螺纹特征表面微观缺陷减少，完整度提高。此外，在拉伸试验中，L-UHM获得了最高的抗拉强度，较CM提高了29%，较LAM提高了10%。

关键词： 酯交换-水解反应体系   酸酐固化环氧树脂   环保降解   电工装备   降解机理  

摘要： 环氧树脂凭借其优异的综合性能而广泛应用于电工装备制造领域，但其高度交联的三维网状结构阻碍了退役电工装备的回收与再利用。该文在碱性催化剂作用下，以醇类试剂为降解溶剂，提出一种基于酯交换反应的酸酐固化环氧树脂高效降解方法，并系统探究反应温度、醇类试剂种类、催化剂种类与含量对降解性能的影响。结果表明，当苯甲醇与磷酸三钾的物质的量之比为1.1:0.056、反应温度为195℃时，对环氧树脂的降解效果最优。经实例应用验证，所提方法可实现干式互感器和纤维复合材料的高效降解与近无损回收，回收纤维力学保留率达94.95%，再生复合材料的电气性能保持率可达94.72%、机械性能保持率可达94.21%，为退役电工材料的回收利用工作提供有效的理论依据和技术支撑。

关键词： 发光二极管芯片   图形化衬底   光提取效率   光学设计   纳米压印技术   感应耦合等离子体刻蚀  

摘要： 在高分辨率发光二极管（Light Emitting Diodes,LEDs）显示技术中，图形化衬底的设计对于提升LED芯片性能至关重要。目前，传统微米级图形化蓝宝石衬底（Patterned Sapphire Substrate,PSS）在小尺寸LED应用中面临光提取效率（Light Extraction Efficiency,LEE）低和光调控不均匀等挑战。因此，优化纳米级图形化衬底的设计显得尤为重要。本研究聚焦于倒装LED的纳米级图形化Al2O3-SiO2复合材料衬底（Multi-Material Substrate,MMS）的设计，以填补这一研究空白。通过波动光学方法对不同尺度的MMS进行了透射率模拟，揭示了纳米级图形化结构在增强LEE方面的机制。此外，采用蒙特卡罗光线追踪方法模拟并计算了不同材料和尺寸的图形对LEE和发光角的影响，从而设计出性能最优的纳米级MMS。该设计的圆锥形图形阵列呈六角密排，周期为1.0μm，图形直径范围为800至900 nm，高度范围为550至650 nm。结果显示，纳米级MMS上的倒装LED在轴向出光方面较传统微米级MMS提高了47.15%。与同尺寸的纳米级PSS和平面蓝宝石衬底相比，倒装LED芯片的轴向LEE分别提高了9.85%和112.53%，发光角较纳米级PSS减小了7.46%。最后，我们利用柔性纳米压印技术（Nanoimprint Lithography,NIL）和感应耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma,ICP）刻蚀技术制备了纳米级MMS。本研究为纳米级MMS在高分辨率自发光LED显示中的应用提供了重要的理论和实验依据，预示着该领域的发展潜力。

关键词： 复合材料飞机   电气结构网络   电气特性分析   接触电阻   稳定双共轭梯度  

摘要： 复合材料的高电阻性会影响飞机原有的导电路径，为保障飞机电气系统的正常运行，需要构建复合材料飞机电气结构网络系统模型来探究其电气特性。首先，针对电磁场下电气结构网络电气特性的计算问题，本文采用有限元法与稳定双共轭梯度法共同构建电气结构网络系统模型，计算空间优化值达到63.92%。其次，通过对多类型激励源/多区域接入点组合的探究，分析了区域阻抗特性、电势分布图谱、电流密度矢量等多维度电学结果及性能影响。通过构建与测量实物模型，对实测结果与仿真结果进行差异化分析，并验证了符合适航规章HB 6129。最后，基于实际工况角度与适航规章，对系统模型进行接触因素系统误差分析、精细化理想模型分析及部件应力因素分析。所获结果及分析对复合材料飞机/电动飞机的电气性能指标具有重要意义。

关键词： 片状激光放大器   数值仿真   过渡热沉结构   复合材料   微通道  

摘要： 围绕高平均功率片状激光器的高效热管理、热致形变等技术难题，采用基于流-固-热耦合的有限元分析方法对激光器热沉结构进行了系统性研究及优化设计，研究中充分考虑激光增益介质内部热源分布不均等实际情况，同时引入中间过渡层复合微通道热沉结构，建立数值分析模型对不同材料的冷却微通道热沉的温度、热致形变的变化规律进行了数值模拟及系统性对比分析。仿真结果表明：采用碳化硅（Si C）过渡层的复合微通道热沉结构能有效降低增益介质温升；采用钨铜（CuW）可显著改善激光增益介质的热致形变；微通道冷却热沉内部微通道凹槽形状设计成三角形时，其冷却性能相较于传统矩形微通道有所增强，其中微通道三角形凹槽顶角为110°时，散热效果最佳。

关键词： 聚氨酯复合材料   微观试验   力学性能   异氰酸酯指数   分子筛   本构模型  

摘要： 为探究不同组分对添加分子筛制备的高强聚氨酯复合材料（HSPUC）力学性能的影响机理，设计了16组不同异氰酸酯指数（R）、分子筛掺量及聚灰比的HSPUC，通过宏观试验测试了各配合比HSPUC的抗压、弯曲及拉伸强度，分析了各因素对强度及应力-应变曲线的影响规律，获得了HSPUC的最佳配合比，结合FT-IR和SEM揭示了各因素对HSPUC力学性能的内在影响机制。宏观试验表明：随R值的增大、分子筛掺量的增加及聚灰比的减小，HSPUC的抗压、弯曲及拉伸强度均呈先增大后减小的趋势发展，应力-应变曲线弹塑性特征逐渐减弱；当R为1.25，分子筛掺量为7.5%，聚灰比为1.0时，HSPUC的抗压、弯曲、拉伸强度分别为104.8 MPa、79.4 MPa、25.1 MPa，拉伸应变能密度为0.085 J·mm-3，展现出最优的强度和良好的韧性性能。微观试验表明：R值决定了HSPUC的软、硬链段比例；分子筛的加入优化了HSPUC的孔隙结构。基于实测应力-应变曲线和普通混凝土本构关系建立了HSPUC受拉、受压本构模型，为HSPUC的工程应用提供了模型基础。

关键词： 陶瓷基复合材料   高温氧化   力学性能   失效分析   断口形貌  

摘要： 探索高温及氧化作用对编织SiC纤维增韧陶瓷基复合材料（CMC）静强度与循环变形影响规律，在室温和1100℃高温的空气环境中对CMC开展了单向拉伸和循环加卸载力学性能测试。材料的拉伸行为在室温和高温条件下均呈现双线性特征，且室温时发生第二非线性。高温导致材料拉伸强度和刚度下降，但内部材料织构齐次化，力学性能更加均匀。通过扫描电子显微镜表征失效试件断口形貌，发现高温时由于界面层发生氧化导致纤维与基体结合力减弱，纤维拔出长度增加；在循环加卸载过程中，复合材料纤维与基体的损伤显著加剧，表现为纤维拔出长度增加、纤维断口形貌不规则、裂纹沿纤维轴向非连续扩展、纤维多重损伤以及界面层与纤维间空隙的增大。采用能谱仪分析氧化特性，发现高温环境会加速材料的氧化反应，并且氧化现象主要发生在界面层。

关键词： 复合材料   合成   界面   多尺度   异质结构   电磁波吸收  

摘要： 随着现代无线通信技术的蓬勃发展和广泛应用，自由空间充斥着大量的电磁波，造成严重的电磁辐射污染。开发强电磁波吸收能力的复合材料是解决这一问题常用且有效的策略。为此，本文通过简单的两步溶剂热法制备了异质结构MoS2/RGO/NiFe2O4（MRN）复合材料。MoS2和NiFe2O4的引入不仅有效缓解了RGO高电导率造成的阻抗失配，而且丰富了电磁波损耗机制。改善的阻抗匹配和丰富的电磁波损耗机制的协同作用使MRN3复合材料在石蜡基体中填充比为15 wt%时，实现了强的最小反射损耗（-54.13 dB）和宽的有效吸收带宽（6.27 GHz）。此外，雷达散射截面模拟有力证实了MRN复合材料在实际应用中的有效性。