关键词： 复合材料   冲击损伤   窗框   包覆层  

摘要： 旅客观察窗窗框是民用飞机上的重要组成部分，某型飞机的复合材料窗框采用自动铺缝和液体成型的工艺方案进行制造。为了研究复材窗框边缘抗冲击能力，验证边缘包覆层的设计是否能够提升窗框的边缘抗冲击能力，规划了边缘冲击能量摸索试验，包覆层边缘冲击试验以及冲击后压缩剩余强度试验。试验结果表明，碳纤维包覆层能够较好的提升边缘冲击后的损伤状态，损伤面积减少20.8%,碳纤维包覆层受冲击后损伤面积减少7.8%。碳纤维包覆层以及玻璃纤维的包覆层对冲击后的窗框的力学性能均有一定程度的提升作用，冲击后压缩载荷破坏值分别提高13.0%和12.5%。本试验说明复合材料边缘进行碳纤维或者玻璃纤维的包覆，均能有效提高复材制件的抗边缘冲击能力。

关键词： 石墨相氮化碳   助催化剂   团簇   单原子催化   光催化水分解  

摘要： 石墨相氮化碳（g-C3N4）作为一种聚合物半导体材料,在非金属新材料设计、绿色新能源利用、环境保护及治理等领域受到广泛关注。但未经结构修饰的石墨相氮化碳因存在对可见光响应不高、导电性差、载流子复合率高等不足之处,在光催化的实际应用中受到限制,g-C3N4的光催化活性还有进一步提高的空间。针对上述问题,本文提出利用原位方法将不同形态的银作为助催化剂负载到g-C3N4上,引入额外活性位点的同时,借助金属与载体形成的肖特基结与表面等离子共振效应间的协同作用,充分发挥银具有的良好光吸收性和导电性,提高g-C3N4在可见光下催化分解水制氢的速率。通过XRD、XPS、FT-IR、TEM、TG、DRS、TRPL和电化学分析等手段对载银氮化碳复合材料的结构、形貌、物理化学和光电化学特性进行表征,将分析结果与密度泛函理论（DFT）相结合,提出载银氮化碳分解水制氢活性增强的可能机理。本论文研究内容及结果如下: 1、将Ag2Se纳米颗粒作为助催化剂,通过双重置换反应原位负载到g-C3N4上以优化其能带结构,为析氢反应提供额外活性位点的同时抑制电子和空穴的快速复合。改性后Ag2Se/g-C3N4复合材料光催化析氢活性最高提升至原来的7倍;DFT计算进一步表明在g-C3N4表面引入Ag2Se纳米颗粒削弱了H原子与表面原子之间的化学键,从而提高复合材料的光催化活性。 2、利用甲酰胺将银纳米颗粒（Ag NPs）沉积在载体表面,随后在高温下将银纳米颗粒热雾化,利用g-C3N4表面的N原子实现对Ag的锚定,从而制备出负载银纳米团簇（Ag NCs）的复合光催化材料Ag NCs/CN。研究结果表明,表面沉积的银能被完全热雾化从而得到银纳米团簇,析氢速率较g-C3N4提高19.79倍;DFT计算表明在g-C3N4表面引入Ag纳米团簇降低氢吸附吉布斯自由能的同时加速电子和空穴的分离。 3、利用金属有机框架（MOFs）孔道内有限的空间限域生长银纳米颗粒,制备出Ag-MOFs复合材料;将空间限域策略与热雾化法相结合,在高温下实现原子分散制备出银单原子作为助催化剂的Ag1/CN复合光催化材料。Ag1/CN的析氢速率较g-C3N4呈现数量级上的提高,达到10.4 mmol·g-1·h-1,经过24 h的循环实验其性能未出现明显下降。DFT计算表明Ag1/CN在费米能级附近表现出更高的投影态密度,意味着更多的电子可以参与到催化反应中从而显著增强g-C3N4的光催化活性。 4、针对g-C3N4可见光利用率低的问题,本课题利用碳材料所具有光吸收强、光热转化率高的特点,以苝四甲酸二酐（PTCDA）作为碳源对其进行碳修饰,同时结合银纳米颗粒的局域表面等离子共振效应协同光热效应改性g-C3N4,制备出PTCDA/CN-500复合材料;将其与Ag NPs/CN进一步复合,制备出含有不同质量分数PTCDA/CN-500的复合材料Ag/PCN。DRS和PL光谱验证了PTCDA碳化和Ag NPs的共同作用,但碳材料负载量过高,导致过窄的带隙和光催化分解水制氢的内在驱动力不足,复合材料的光催化制氢效果未得到充分展现,但光热转换能力较g-C3N4显著提升。 本论文的创新点:（1）针对g-C3N4缺乏析氢反应活性位点的问题,设计多种原位方法负载银化合物/银纳米颗粒/银纳米团簇/银单原子作为助催化剂,制备载银氮化碳复合材料,（2）将多种表征与DFT计算相结合,研究银作为助催化剂时其形态与g-C3N4光催化活性间的构效关系,（3）将表面等离子共振效应与光热效应相结合,研究光热-光催化协同作用对氮化碳光催化活性的影响。

关键词： 氧化铝缓冲层   薄膜结构   发光性能  

摘要： 文章利用激光分子束外延方法在单晶Si（100）基片上，100℃状态下生长了有氧化铝缓冲层和无缓冲层的薄膜，并在700℃、900℃、1100℃下进行了退火处理。通过XRD、荧光光度计，结合相关理论研究了薄膜结构和发光性能。结果表明，衍射峰出现了左移，随着退火温度增加Si（200）、（220）、（311）和SiO2（022）衍射峰增强，各晶粒的结晶度和取向性变好，用325nm光源对未退火样品激发，与无缓冲层样品相比，发光峰位没有改变，但发光强度明显增强，研究表明这是原薄膜发光与Al2O3缓冲层发光叠加的结果。

关键词： Fe2O3@CoFe2O4   MXene   电磁吸波   反射损耗   阻抗匹配  

摘要： 近年来，在低频波段实现电磁吸波剂的高效微波吸收性能仍然存在很大挑战。本文通过将金属氧化物Fe2O3@CoFe2O4均匀分散于Ti3C2TxMXene纳米片上，调控MXene含量构建导电网络的同时优化了复合电磁吸波剂的阻抗匹配，有效增强了微波吸收性能。结果表明，本文制备的Fe2O3@CoFe2O4/MXene-3（FCFM-3）在频率为3.60 GHz处的最小反射损耗(RLmin)高达-72.26 dB，同时在1.272 mm的超薄厚度下，RLmin值高达-71.66 dB，实现了在低频段的高性能电磁波吸收（EMA），为吸波剂在民用领域开拓了广阔的应用前景。

关键词： 热塑性复合材料   激光焊接   电阻焊接   感应焊接   超声波焊接   传导焊接  

摘要： 随着航空工业对轻量化、绿色化制造需求的提升，热塑性复合材料凭借高强度、可回收性及高效成型的特性，逐渐成为替代传统金属材料的主要选择。焊接技术作为热塑性复合材料构件一体化装配的核心手段，相较于机械连接与胶接，具有减少纤维损伤、提升结构完整性等显著优势，因此受到了业界关注。本文系统综述了热塑性复合材料焊接技术的研究进展，以及在航空领域的应用现状，重点分析了激光焊接、电阻焊接、感应焊接、超声波焊接和传导焊接5类技术的工艺原理、研究进展及在航空领域的应用实例，最后展望了热塑性复合材料焊接技术的未来发展和研究重点。

关键词： 增材制造   界面   聚酰亚胺   连续碳纤维复合材料   力学性能  

摘要： 连续纤维增强聚合物复合材料（cCFRPs）因其优异的力学性能和轻质化特性,在航空航天等领域应用广泛。聚酰亚胺（PI）基体赋予cCFRPs卓越的耐热性,但其难加工性制约了复杂结构件制造。 本文开发了一种基于水相聚酰胺酸盐水溶液（PAAS）和在线浸渍技术的3D打印工艺,成功实现了高性能聚酰亚胺基连续碳纤维增强复合材料的增材制造。 针对传统PI加工困难和现有3D打印技术难以兼顾高性能与加工性的挑战,创新性地选用水溶性PAAS作为前驱体。系统合成了六种不同分子结构的高固含量（20 wt%）PAAS,其独特的温度触变性与剪切变稀流变行为（G'>G''）适用于溶液浸渍工艺。 特别开发了一种新型水性聚酰胺酸盐小分子上浆剂,改性后的碳纤维表面形成三维“毛刺”结构,显著提升了粗糙度、表面活性（N、O含量增加）和石墨化程度（ID/IG降至0.84）,使复合材料拉伸强度与弯曲强度分别提升20%和60%。 利用优化后的单束预浸料浸渍工艺（最佳PAAS固含量16 wt%）及在线浸渍3D打印平台,制备了PI@CF单向层压板。所获复合材料展现出优异的综合性能:6FDA/3,4'-ODA体系拉伸强度最高达480 MPa,弯曲强度达280 MPa,同时保持出色的耐热性（玻璃化转变温度Tg>280℃,起始热分解温度500℃）。本研究为解决高性能耐热复合材料的增材制造难题提供了一条有效技术路径。