关键词： 玄武岩纤维   复合材料   胶合性能   力学性能   阻燃性能  

摘要： 采用NaOH、HCl和KH550对玄武岩纤维进行预处理，提高其界面性能，再与木单板复合热压成复合材料。以预处理试剂种类、加入量和处理时间为影响因素，采用正交实验方法，分析各因素对其界面胶合性能的影响；通过接触角、扫描电镜和傅立叶红外光谱验证界面胶合改性机理。预处理后的玄武岩纤维布与木单板复合，通过胶合强度、力学性能和阻燃性能对其进行性能评价。结果表明：质量分数为3%的KH550处理玄武岩纤维布1 h的效果最好，使用35%固含量的酚醛树脂胶黏剂对其涂饰压制的复合板材与对照材料相比，胶合强度达到1.73 MPa，横纵向的静曲强度分别提高了25.6%和21.3%，弹性模量分别提高了13.1%和17.5%；通过燃烧现象和失重率分析，木基玄武岩纤维复合板材的上下燃烧面积较对照材料小很多，且燃烧相同时间，其质量损失率分别为4.60%和9.86%。木基玄武岩纤维复合材料的胶合性能、力学性能和阻燃性能相较于普通胶合板均有较大程度的改善。

关键词： 连续竹篾复合材料   竹节   斜接接头   缺陷分布   力学性能  

摘要： 为探究竹节和斜接接头在拉挤等连续成型工艺中对连续竹篾复合材料力学性能的影响，本研究采用真空辅助树脂传递（VART）工艺制备了连续竹篾增强环氧树脂复合材料（BS/EPs），重点解析了竹节与斜接接头在集中型、阶梯型两种分布模式下密度效应对复合材料力学性能的差异化作用规律。结果表明，在集中型分布中，竹节密度增至100%时，复合材料的拉伸、弯曲及冲击强度分别显著下降30.6%、29.8%和63.8%，主要源于竹节区维管束各向异性引发的应力集中效应，导致脆性断裂提前发生；相较之下，斜接接头在同等密度下仅造成19.7%、18.4%和10.6%的强度衰减，其破坏机制表现为界面脱粘与分层耗能的协同作用，且在弯曲载荷下展现出渐进式破坏特征。通过阶梯型分布的应力分散设计，两种缺陷的力学性能衰减均得以有效抑制。短梁剪切性能呈现独特响应规律：集中型分布下竹节密度增加至100%使剪切强度提升6.0%，而斜接接头密度增至100%时因胶层剥离导致剪切强度骤降42.0%。研究揭示阶梯型缺陷分布可有效缓解应力集中，竹节与接头的空间配置调控对平衡界面强化与性能衰减具有决定性作用，为工程竹复合材料的结构优化设计提供了理论依据。

关键词： 复合材料壳体   Open CASCADE   结构设计   应力分布   渐进损伤  

摘要： 纤维缠绕复合材料壳体作为先进固体发动机的重要组成部分，其承载性能直接影响发动机的整体性能。本文基于Open CASCADE（OCC）平台，开发了复合材料壳体仿真分析系统，以Φ480mm壳体作为研究对象，构建了复合材料壳体参数化仿真模型，深入探究了椭球比、筒身长度变化对壳体应力分布的影响规律，并进行了试验验证。结果表明：壳体封头处的应力波动随着椭球比的增加呈现先减小后增大的趋势，椭球比为1.7时应力分布与等应力封头接近，封头处应力分布较均匀；筒身长度过小时，由于前后赤道圆处经向弯矩相互影响，筒身螺旋层纤维方向出现负应力现象。研究成果将为复合材料壳体结构设计参数选取提供理论参考。

关键词： 铺层复合材料   金属包边   胶结   鸟撞   振动特性  

摘要： 为探究金属-复合材料转子叶片前缘结构在鸟撞下的损伤状态以及金属包边和复合材料叶片之间胶合层的失效原理，分析金属和复合材料耦合情况下的损伤模式，针对含钛合金包边的碳纤维铺层复合材料转子叶片，展开含金属包边的复合材料叶片结构在不同撞击角度和撞击速度下的鸟撞瞬态响应的研究。通过高压空气炮系统，分别用两种不同撞击速度及两种撞击角度对同一片叶片进行连续撞击试验，采集叶片应变特性及试验前后振动特性，并对撞击后的叶片进行超声扫描检测内部分层损伤。同时，采用ABAQUS软件对试验全过程进行数值模拟，与试验进行对比验证。结果表明，钛合金包边在小角度鸟体撞击下能够有效提升叶片的抗冲击能力；然而，在大角度鸟撞冲击下，其无法有效吸收和分散强烈的垂直冲击，导致冲击力集中在叶片的前缘区域，并迅速传递至内部结构，叶片主体发生纵向撕裂，冲击力逐渐向叶片厚度方向传播，使纤维层发生局部分层和剥离；且随着鸟撞损伤的加大，叶片的整体刚度下降，材料的损伤（裂纹扩展、分层、纤维断裂）削弱了叶片的强度，复合材料的受力区域局部失效，固有频率降低。

关键词： 乙烯-醋酸乙烯共聚物   氢氧化镁   硅橡胶   阻燃性能   力学性能  

摘要： 由于氢氧化镁（Magnesium Hydroxide， MH）较低的阻燃效率，其阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer， EVA）复合材料的阻燃性能与力学性能之间相互制约显著，影响工程应用。本文采用硅橡胶（Silicone Rubber， SR）对MH进行包覆改性（SR-MH）并用于EVA的阻燃改性（EVA/SR-MH），对EVA/SR-MH复合材料的氧指数、力学性能及体积电阻率进行了研究。研究结果表明SR-MH的水接触角高达119.5°，表面极性得到有效改善；阻燃剂添加量为40 wt.%时，EVA/SR-MH复合材料的极限氧指数（Limiting Oxygen Index， LOI）提升了85%、热释放速率峰值（Peak Heat Release Rate， pHRR）降低了29%、抗拉强度提升了103%、断裂伸长率提升了41%、体积电阻率提升了362%，复合材料的综合性能得到显著提升。

关键词： 锂离子电池   负极材料   ZnMn   O   还原氧化石墨烯   微乳液法   储锂性能  

摘要： ZnMn2O4是一种潜在的高比容量锂离子电池负极材料，但仍需提高其大电流充放电性能和循环寿命。本文通过简便的室温微乳液法和后续煅烧制备了边长约200 nm的ZnMn2O4空心立方体，由粒径30～50 nm的纳米颗粒相互紧密连接形成。为了提高材料的导电性，将ZnMn2O4与氧化石墨烯（GO）混合并热处理后得到ZnMn2O4/rGO复合材料。系统研究了复合材料的相组成、微结构、储锂性能和机理。作为锂离子电池负极材料，ZnMn2O4/rGO在0.1和4 A·g-1电流密度下的放电比容量分别达到1193和620 mAh·g-1，在1 A·g-1电流密度下循环700次放电比容量保持806 mAh·g-1。其优异的倍率性能和循环稳定性源于ZnMn2O4和还原氧化石墨烯（rGO）的协同作用，较小的二次立方体/一次纳米颗粒尺寸利于Li+的短距离扩散，空心结构提供了材料锂化时体积膨胀的空间而使立方体保持结构完整；rGO不仅构建了材料的三维电子传输网络加快电子传输速度，而且也能缓冲嵌/脱锂时的体积变化而维持材料结构稳定。本研究为高性能金属氧化物类负极材料的制备提供了可行的策略。

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： 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： 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。