关键词： 聚合物导热复合材料   热管理材料   导热路径   混杂填充   协同效应  

摘要： 随着电子器件朝着小型化、高集成化及高功率化方向发展，散热问题愈发突出，开发高效热管理材料已成当务之急。聚合物复合材料相较传统导热材料，在轻质、耐腐蚀等方面优势显著。实现高效三维导热网络的设计与构筑，对聚合物复合材料获得优异导热性能至关重要。近年来，结合不同尺寸、形状等填料混杂填充策略的聚合物复合材料三维导热网络结构设计备受关注。本文首先阐述了聚合物复合材料的导热理论模型与数值模拟方法；其次，重点介绍了在聚合物基体中构筑三维导热网络的常用方法，包括预制三维填料骨架、隔离结构、双逾渗结构等；然后，详细总结了基于二维填料混杂填充聚合物复合材料在结构设计与性能调控方面的研究进展，包括填料桥接与协同效应、双填料网络构筑与性能协同、填料取向调控与剥离成型一体化等方面；最后，对该领域现存问题及未来研究方向予以总结和展望。

关键词： 碳酸钙   离散元   高填充   不饱和聚酯树脂(UPR)   复合材料   界面粘结强度  

摘要： 基于高组分CaCO3填料的不饱和聚酯树脂（UPR）复合材料在建筑及机械加工等领域具有重要应用价值，其界面粘结强度调控是提升人造石材、新型树脂砂浆以及机床承重材料等力学性能的核心问题。针对高填充CaCO3/UPR复合材料的多尺度破坏机制定量研究的难题，本研究结合单轴压缩试验构建了包含骨料相、树脂砂浆相、界面相和空隙相的四相离散元模型，探讨界面强度梯度变化对应力-应变行为、能量变化响应、力链演化、破坏模式、内部颗粒位移场的影响。结果表明，高填充CaCO3/UPR复合材料损伤演化过程遵循弹性阶段、裂缝稳定扩展阶段、裂缝不稳定扩展阶段和下降段四阶段规律。当界面强度为0.2 σm时，应变能达4.02 kJ，超过裂纹扩展阈值1.95 kJ，多相分离诱发结构失稳。界面粘结强度由0.2 σm提升至1.0 σm时可使抗压强度增强31.5%，裂纹生成应力提高445.3%，峰值应力处的应变能从73 kJ增至98 kJ，证实界面强化可提升材料能量吸收与抗变形能力。各破坏阶段之间的演化特征可按界面强度阈值划分：当界面强度≤0.6 σm时，裂纹主要沿骨料界面贯通形成剪切破坏，力链断裂持续增加，导致骨料阻裂失效；在接近或大于0.8 σm时，裂纹萌生多转向于各基体-界面复合区域，裂纹明显下降，裂纹路径迁移，颗粒位移对称性提升。界面优化可通过双重机制增强材料性能，延缓摩擦、滑移诱导的耗散进程以提升起裂应力，同时通过裂纹路径调控实现破坏模式由界面脱粘向树脂砂浆基体内部断裂的转变。本研究可为涉及高填充CaCO3/UPR复合材料有机-无机界面的理论研究提供参考依据。

关键词： 磁性   磷酸锆   吸附   镧离子   再生   功能材料  

摘要： 通过水热法制备了Fe3O4纳米颗粒，再以正丙醇锆为锆源、磷酸二氢钠为磷源，通过溶胶-凝胶法制备了磁性磷酸锆复合材料Fe3O4@ZrP。通过SEM、XRD、振动样品磁强计（VSM）和FTIR对其进行了表征，分析了Fe3O4@ZrP对矿山尾水中La3+的吸附性能，考察了溶液初始pH、吸附时间、温度、La3+质量浓度和杂质离子共存对Fe3O4@ZrP吸附La3+的影响，并探究吸附等温特性和吸附动力学特性，考察了其吸附-解吸的循环利用性能。结果表明，Fe3O4@ZrP具有介孔结构，主要孔径为5 nm，比表面积为3.6 m2/g，孔体积为0.011 cm3/g；Fe3O4@ZrP的外壳ZrP主要以无定形结构存在，具有超顺磁性，饱和磁化强度为14.18 emu/g；Fe3O4@ZrP对La3+的吸附平衡时间为5 h，在酸性条件下仍具有良好的吸附性，较佳吸附pH为4.1～8.0；Fe3O4@ZrP对La3+的吸附符合伪一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，颗粒内扩散不是唯一的速率控制步骤，303 K下饱和吸附量为169.14 mg/g；Fe3O4@ZrP对La3+的吸附过程为自发、吸热过程；La3+通过与Fe3O4@ZrP表面的H+和Na+的离子交换作用，以及与—PO基团的配位作用发生吸附；Na+、NH4+和Ca2+、Mg2+对Fe3O4@ZrP吸附La3+的影响较小，但Al3+的共存会明显降低Fe3O4@ZrP对La3+的吸附性能；经5次吸附-解吸过程，Fe3O4@ZrP吸附La3+的吸附率约为70%。

关键词： 直接电解法   高纯铜   Ni   浓度   铜溶解/沉积动力学  

摘要： 针对生产上硫硝法回收含银铜基电触头复合材料废料造成的铜资源浪费和氨氮废水问题，本研究提出一种短流程、高收率、无污染的直接电解法，选用H2SO4-CuSO4体系，将废料直接作为阳极，钛板作阴极，进行电解，结果表明：在恒压0.6 V、Cu2+浓度为40 g/L、H2SO4浓度为160 g/L、温度为60 ℃、电解时间为10 h条件下，铜溶解率达到99.9%以上，并得到3N以上的高纯铜。此外，通过相关电化学测试探明Ni2+浓度对铜溶解/沉积动力学影响规律，结果表明：当Ni2+浓度小于10 g/L时更有利于阳极铜的溶解，且能够促进Cu的电结晶过程；Ni2+存在时Cu2+还原过程是受扩散控制的准可逆反应，溶液中的Ni2+浓度为10 g/L时最有利于Cu2+的扩散；Ni2+浓度不影响Cu沉积形核模型，其均以混合模型为主，在Ni2+为10 g/L条件下，当电位低于0.5 V时阴极铜稀疏多孔，粒子堆叠较为严重，而当电位为0.6 V时能得到致密平整的铜层。

关键词： 生物质   活性炭   NiCo-LDH   自生长   超级电容器  

摘要： 开发具有离子/电子传输速度快、表面化学可调的可再生、低成本、环保的电极材料是目前储能器件发展的迫切需要。近年来，生物质碳材料因其低成本、可再生、循环性能好等优点备受关注，但其比电容和能量密度较低影响了其实际应用。在此，将龟壳生物质废弃物转化为具有良好化学性质的碳材料，并与镍钴层状双金属氢氧化物（NiCo-LDH）进行复合，以简单的溶剂热法制备出NiCo-LDH/蜂窝状龟壳生物炭（NiCo-LDH/TSHC-5）复合电极材料，表现出优异的电化学性能。具有微孔结构的NiCo-LDH/TSHC-5在电流密度为1 A·g-1下展示出1231.4 F·g-1(615.7 C·g-1)的最大比电容，循环5000次后初始比电容的保持率为84.62%。以NiCo-LDH/TSHC-5和TSHC-5分别作为正极和负极组装成非对称超级电容器，循环5000次后初始比电容的保持率为85%，最大能量密度为61.8 Wh·kg-1，最大功率密度为800 W·kg-1。因此，NiCo-LDH/TSHC-5是极具前途的超级电容器电极材料。

关键词： 复合材料拉挤型材   局部屈曲   二次非线性分析方法   设计方法   梁构件   柱构件  

摘要： 局部屈曲是复合材料拉挤型材结构件设计的关键控制因素之一，本文针对局部屈曲这一典型屈曲模态开展研究。基于能量法和经典板理论提出了一个适用于正交各向异性的复合材料拉挤型材梁、柱构件局部屈曲问题的分析方法，采用一个二次多项式作为形函数模拟局部屈曲形态，该形函数可满足复合材料拉挤型材壁板的边界约束作用。基于该分析方法，建立了一套半经验半理论的工字形和箱形截面复合材料拉挤型材梁、柱构件局部屈曲设计方法，与试验结果相比，本文方法的准确性高于现行中国标准、美国标准、欧洲标准和Kollar方法。本文提出的分析和设计方法将不同截面类型的复合材料拉挤型材梁、柱构件的局部屈曲问题进行了统一，且该方法易于更新，对于复合材料拉挤型材这类薄壁构件的屈曲问题具有较强的适用性。

关键词： 复合材料   机器学习   性能预测   力学性能   损伤检测  

摘要： 复合材料因其优异的综合性能在众多领域有广泛的应用。然而，随着复合材料的组成、结构和性能要求变得愈加复杂，以实验研究和计算模拟等复合材料领域传统研究方法，面临成本高、周期长、数据需求大、模型复杂和可解释性不足等问题。机器学习（Machine Learning，ML）方法作为一种人工智能技术，具有自动学习能力、高维数据处理能力、分析预测和分类决策能力，能有效解决上述传统复合材料研究方法存在的问题，被认为是复合材料结构设计、分析与预测中的一种新兴技术，已成为复合材料研究领域的发展趋势。本文综述并评价了ML方法应用于复合材料力学领域的最新研究成果，重点关注复合材料力学性能预测、结构优化设计和损伤检测三个方面的研究进展，并对其未来发展方向进行了讨论和展望。

关键词： 金刚石/铜复合材料   金属钛   制备技术   界面结构   导热率  

摘要： 金刚石/铜复合热管理材料，复合了金刚石和铜的优异性能，具有高硬度、高导热性、低膨胀系数、高比刚度、耐磨损等优异性能，是金属基复合材料领域研究重点之一。最早的金刚石/铜复合材料制备工艺为高温高压工艺，该工艺可有效避免金刚石颗粒石墨化带来的负面影响。随工业及科技的不断发展，出现了多种制备工艺。不同的制备工艺下，金刚石/铜复合材料内部的主要相含量、微观组织结构、界面结构等性能特点，是影响复合材料整体性能水平的关键因素。文章对国内外金刚石/铜复合热管理材料，相关影响条件的研究进展，进行了综合讲述，从制备技术、性能特点、微观组织、界面反应机制等方面进行了阐述，分析了当前金刚石/铜复合材料研究存在的问题，并对复合材料未来发展方向进行了展望。

关键词： Sol-gel process  

摘要： In-Sn/rGO composites with different In doping contents were prepared by sol-gel method combined with high temperature heat treatment using nano-SnO2 as precursor. The effects of In content on the micro-structure, phase composition, defect degree, dielectric constant, electrical conductivity and dielectric properties of the composites were investigated. The results show that the introduction of In has no significant effect on the micro-structure and the phase composition, only slightly reducing the degree of defects in the composite material. With the increase of In content, the dielectric constant and electrical conductivity of the composite increase first and then decrease. The dielectric properties of In-Sn/rGO composite are best when the In doping mass fraction is 1.0%, the reflection loss value is -51.16 dB, the corresponding absorption frequency is 8.72 GHz, and the effective absorption bandwidth is 3.60 GHz. © 2025 Aeronautical Manufacturing Technology Magazine Office. All rights reserved.

关键词： Composite materials  

摘要： Typically, ceramics are sintered at temperatures of above 1000 ℃ by traditional sintering route, resulting in long sintering time and high energy consumptions. The high sintering temperatures adversely affect the interface control, phase stability, and material co-sintering, and thus, it is challenging to co-sinter ceramics and polymers with polymers as the fillers. Cold sintering process, employing an intermediate liquid phase and dissolution–precipitation process, enables rapid densification of ceramics at temperatures ≤300℃, which effectively addresses the co-sintering issue of ceramics and polymers. This review introduces the development of cold sintering process, sintering parameters and cold sintering mechanisms. The application and current status of cold sintering process in ceramic–polymer composites, such as microwave dielectrics, ferroelectrics, lithium-ion batteries, varistors, semiconductors and thermoelectric materials, are discussed in detail. Finally, the challenges and future prospects of cold sintering process are analyzed. © 2025 Aeronautical Manufacturing Technology Magazine Office. All rights reserved.