关键词： 复合材料   住宅暖通工程   导热效率   应用推广措施  

摘要： 复合材料因其优异的热传导性能、可定制化的材料属性以及绿色环保特性，在住宅暖通工程中得到越来越多的关注。本文对不同复合材料在不同环境条件下的导热性能进行了系统测试，优化复合材料的结构和成分可显著提升其导热效率，从而有效提高住宅暖通系统的能源利用率。在此基础上，本文提出了若干提升复合材料导热效率的技术措施，包括优化材料成分、优化材料结构设计以及表面处理技术的应用。此外，文章探讨了复合材料在住宅暖通工程中的推广策略，分析了其成本效益以及实施路径，提出了行业标准、政策引导等推广措施。研究表明，复合材料在提升导热效率、节能减排及改善居住舒适度方面具有广泛的应用前景，对推动绿色建筑和可持续发展具有重要意义。

关键词： 复合材料   热压罐成型   模具结构优化   COMSOL仿真  

摘要： 模具在复合材料产品制造过程中发挥着至关重要的作用。采用数字化设计与制造方法能够显著提升复合材料成型的效率和质量。本研究基于有限元仿真，针对C型横梁复合材料构件在热压罐内的固化成型模具进行了结构优化设计，创新性地提出了一种基于SolidWorks的数字模具型面优化设计方法。通过对模具结构进行数字化设计优化，解决了复合材料在热压成型过程中因固化温度受热不均而导致的成型缺陷问题。本研究还采用了COMSOL数值模拟方法，结合实验验证了仿真结果的准确性。同时，通过调整导流板数量以优化流体流动，分析了不同优化方案的效果，最终确定了最优方案。方案实施后，温度方差相比未优化前降低了23%，显著改善了复合材料加热过程中的温度均匀性。

关键词： 光学隐身   超材料   隐身技术   复合材料  

摘要： 在现代复杂的战场环境下，隐身技术的发展加剧了各国武器装备的竞争。发展隐身技术，提高武器系统生存、空防和纵深打击的能力，已经成为集陆、海、空、天、电磁为一体的现代战争的迫切需求。本文介绍了光学隐身和超材料的应用背景及概念，从基本工作原理出发，介绍主流光学隐身超材料技术的实现方法，包括变换光学隐身技术、等离激元隐身技术、基于微波网络理论的隐身技术以及相位调制型超构表面隐身技术等，并对光学隐身超材料发展趋势进行了展望。

关键词： 锂离子电池   负极材料   硅基材料   结构设计   储锂性能  

摘要： 随着新能源汽车及便携电子器件的快速发展,高能量密度锂离子电池需求激增,开发具有高比容量、长循环稳定性的锂离子电池负极材料成为研究热点。硅基材料因其具有4200m Ah g-1的超高理论容量被视为最具潜力的下一代负极材料,但其在充放电过程中剧烈的体积膨胀（>300%）导致的电极粉化、固体电解质界面（SEI）膜反复破裂及导电网络破坏等问题严重制约了实际应用。本文针对上述问题,通过结构设计与复合改性策略,构建了系列高性能硅基复合负极材料,系统研究其电化学性能与机理,具体内容和主要结论如下: （1）通过控制沸石咪唑骨架（ZIF）前驱体的形貌从而进行复合材料的结构设计,制备了包覆结构（SiO2@C-Coated）、嵌入结构（SiO2@C-Embedded）和片球结构（SiO2@C-Sheet/Ball）三种不同的SiO2@C复合材料。在1000 m A g-1电流密度下,包覆结构的SiO2@C-Coated表现出最优的循环稳定性,在循环1000次后容量为570 m Ah g-1,高于嵌入结构(192.1 m Ah g-1)和片球结构(308.1 m Ah g-1);其次,SiO2@C-Coated电极具有较好的倍率性能,在5000 m A g-1下放电容量为91.1 m Ah g-1,并且当电流密度恢复到100 m A g-1时,能够基本恢复其初始容量。SiO2@C-Coated的包覆结构能够在为活性物质提供导电网络的同时利用碳材料的化学稳定性来限制SiO2体积膨胀,在提高电极倍率性能、循环稳定性和电化学动力学等方面表现优异,是三种复合结构中最具潜力的结构。 （2）采用低温熔盐铝热还原法,以包覆结构的SiO2@C-Coated复合材料为原材料,在不同温度下进行铝热还原反应,成功制备出包覆结构的Si/SiOx@C复合材料。铝热反应中加入的熔融盐Al Cl3可以作为反应介质降低还原温度,避免高温状态下破坏材料的复合结构,是一种简单可行的还原制备Si的方法。电化学测试表明Si/SiOx@C-250复合材料具有良好的倍率性能,在5000 m A g-1的大电流密度下比容量可以达到344 m Ah g-1,在恢复低电流密度后容量恢复较好,保持率为83.7%,在1000 m Ah g-1电流密度下循环1000次后其比容量为583 m Ah g-1,容量保持率为48%。Si/SiOx@C-250复合材料具有较高的初始放电容量,但其循环稳定性较差,循环寿命难以达到新一代锂离子电池负极材料的性能需求,这是由于SiO2被还原为Si后,单一的碳包覆式结构难以限制Si负极巨大的体积膨胀。 （3）进一步通过静电自组装法制备Si/SiOx@C@MXene复合材料,使用单/少层MXene和多层MXene分别与Si/SiOx@C复合,得到两种复合材料。MXene纳米片的引入不仅构建了优良的导电骨架,而且有效缓解了Si体积膨胀导致的电极结构失稳,其独特的赝电容特性在大电流密度下贡献了较高容量,形成了“电池-电容”双储能模式,得益于此,所制备的MXene夹层-MOF碳包覆-Si/SiOx颗粒三维结构复合材料具有优异的电化学性能。其中单/少层MXene制备的复合材料Si/SiOx@C@MX-1具有更优良的结构和性能表现,在1000 m A g-1电流密度下的长循环测试中,Si/SiOx@C@MX-1电极在循环1000次后比容量为953.5 m Ah g-1,容量保持率高达84.9%。基于Si/SiOx@C@MX-1电极构建的Si/SiOx@C@MXene//Li Fe PO4全电池具有优异的倍率性能和良好的循环稳定性,电流密度为100 m A g-1时,经过200次循环后,放电比容量保持率为92.7%。

关键词： 高效氯氟氰菊酯   中毒   癫痫持续状态   横纹肌溶解  

摘要： 报道1例33岁患者自服高效氯氟氰菊酯后出现癫痫持续状态，并发横纹肌溶解表现，颅脑CT未见明显异常。给予洗胃、导泻、有创机械通气、血液灌流+连续性血液净化、控制抽搐等综合治疗后好转出院。

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： 碳纤维   金属化   电磁屏蔽   界面性能   复合材料  

摘要： 新能源汽车、5G通信和人工智能快速发展,促使新一代材料不仅要具备优异的力学性能,还需要进一步的轻量化以及良好的电磁屏蔽特性,而碳纤维作为一种具有高强度、高韧性、高屏蔽性和新型轻量化材料备受重视,然而碳纤维表面光滑、表面能较低、惰性较大,缺乏有化学活性的官能团,难以形成有效的界面结合,限制了碳纤维复合材料中的进一步发展应用。碳纤维表面金属化则是一种非常具有潜力的方法。即在碳纤维表面镀覆不同的金属或合金使得碳纤维在原有的高性能的基础之上又具备优良电磁屏蔽性能,并通过偶联剂、相容剂改性则可以解决和改善碳纤维和树脂之间的润湿性差、界面不反应的问题。本文以碳纤维为增强体,通过对碳纤维表面镀铜、镍及硅烷偶联剂KH550改性增强ABS基树脂复合材料的力学性能、界面性能和电磁屏蔽性能,并对其强化机制进行分析和研究。主要研究内容如下: （1）碳纤维表面前处理研究:通过丙酮溶液对碳纤维表面进行除胶,研究丙酮溶液在不同温度和时间下的除胶效果,结果显示在温度为55℃,时间在120min以上条件下碳纤维表面除胶效果最好;分别选用15%NaOH溶液、65%浓硝酸和10%过硫铵溶液做碳纤维表面处理粗化剂,研究三种不同粗化剂对碳纤维表面粗化效果。其中采用65%浓硝酸粗化处理后的碳纤维表面含有羟基（-OH）、羧基（-COOH）等官能团数量最多,粗化效果最好;选用铜胶体、镍胶体和铜镍混合胶体作为碳纤维表面活化剂,研究三种不同胶体对碳纤维表面活化作用,结果证明铜镍混合胶体对碳纤维表面活化效果最好,碳纤维表面沉积的铜离子、镍离子最多,提高了碳纤维表面催化效果。 （2）碳纤维表面化学镀Cu及机理研究:碳纤维表面化学镀铜工艺的影响因数较多,其中pH值、甲醛（HCHO）和温度是其主要因数,本文通过正交试验确定碳纤维最佳镀铜工艺参数,即在pH值为13、甲醛为15ml/L和温度为55℃条件下镀铜效果最好。其中pH值大小决定镀液的还原能力,甲醛决定铜离子的沉积量,温度决定沉积速率以及铜原子沉积形貌。碳纤维表面镀铜过程分4个阶段,其中0～0.5min为诱导期,0.5～3min为加速期,3～5min为减速期,5min之后为稳定期。经计算施镀时间在5min时,镀层厚度为0.5μm,此时碳纤维涂层厚度适中,表面光滑均匀,质量最好。 （3）碳纤维表面高温氧化预处理及电镀Ni机理研究:本文通过不同的氧化温度（200℃、300℃、400℃、500℃、600℃）对碳纤维表面进行改性,并通过XPS、FTIR和Raman等手段进行检测分析,结果显示碳纤维在500℃温度下表面含有-OH、-C=O、-COOH等官能团数量最多,改性效果最好;超过500℃,碳纤维质量损失严重,失去增强体的增强作用。在碳纤维镀镍工艺参数中,电压5-7.5V下碳纤维镀镍层光滑细腻,均匀完整,并在15V电压下形成“球”状镀镍层,电流密度为0.6A/dm2时,碳纤维表面完全被镍层覆盖,并且镀层均匀光滑,致密度较好。温度在30℃时,pH值在4-5之间时镀镍层光滑细腻,超过60℃时,镀镍层出现粗大晶胞。 （4）碳纤维表面化学镀Cu增强ABS树脂的性能与机制研究:采用硅烷偶联剂KH550对镀铜碳纤维表面改性,通过熔融共混、高温模压方式制备出不同类型CF/ABS基复合材料,研究硅烷偶联剂KH550对复合材料界面结构和力学性能的影响。研究结果显示,硅烷偶联剂KH550可以提高碳纤维表面润湿性,增加表面能。静态接触角由111.2°降低至84.5°,表面能由44.67m N·m-1增加至56.66m N·m-1,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度分别提高了92.7%、88.1%和89.4%,硅烷偶联剂KH550所产生的羟基和氨基官能团能够有效的与镀铜碳纤维和ABS树脂界面形成化学铰链和机械啮合作用。复合材料的电磁屏蔽性随着镀铜时间的增加而提高,7min镀铜碳纤维复合材料的电磁屏蔽效能（SET）为60.06dB,展现出良好的电磁屏蔽效果。 （5）碳纤维表面电镀Ni增强ABS基复合材料的性能与机制研究:通过调控电压制备出不同形貌镀镍碳纤维增强体,其中“球”状的镀镍层CF/Ni/ABS复合材料的拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度对比普通CF/ABS复合材料分别提高了71.2%、69.4%和67.8%。说明“球”状镀层可以使材料内部界面应力均匀化,不易形成界面局部应力过大,避免过早形成应力裂纹,对提高界面结合的碳纤维增强ABS树脂基复合材料的力学性能和界面性能具有重要的指导作用,并且“球”状镀镍层复合材料的SET值为64.42dB,高于普通镀镍碳纤维复合材料。

关键词： 纤维增强复合材料   轻量化   制造工艺  

摘要： 本文介绍了长纤维增强复合材料在汽车零部件中的机械性能、轻量化优势、生产制造工艺及其在汽车行业的应用现状，探讨了长纤维增强复合材料在车身系统、内外饰系统及电池系统中制造汽车零部件的应用优势。长纤维增强复合材料在轻量化、制造成本、生产效率、产品集成化程度、可回收等方面有显著优势，其在汽车行业的应用前景广阔。

关键词： LDHs   原位生长   吸附   光催化   染料废水  

摘要： 染料废水由于其毒性大、难降解、成分复杂、色度浓重,成为环境保护的紧迫问题。在众多污水处理技术中,吸附法和光催化法备受研究者青睐。吸附法具有简单、绿色环保、成本较低、快速高效等优势。光催化法可以将吸附的染料废水直接降解成无污染的小分子物质。因此,设计基于吸附-光催化协同作用的工艺,来降解染料废水,成为解决废水中污染物问题的绿色高效处理方法。本研究利用过渡金属设计合成了ZnNiAl-LDHs纳米吸附材料、ZnNiAl-LDHs@floral ZnO吸附-光催化材料、ZnNiAl-LDHs@floral ZnO/g-C3N4吸附-光催化材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射光谱（XRD）、傅里叶红外变换光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积及孔容孔径分析（BET）、热分析（TG）、Zeta电位、元素分析（ICP）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、荧光光谱（PL）等表征技术对材料进行分析。系统地探究了ZnNiAl-LDHs的吸附性能以及ZnNiAl-LDHs@floral ZnO和ZnNiAl-LDHs@floral ZnO/g-C3N4的吸附-光催化协同降解性能,揭示了材料对染料废水的吸附和光催化降解机理,并对其循环使用性能进行测试。 本论文的具体研究如下: （1）采用水热法,在110°C下反应2 h,通过投加不同体积三乙醇胺（1 mL、2 mL、3 mL）调控材料微观形貌结构,制备了三种ZnNiAl-LDHs纳米材料（ZnNiAl-LDHs-1、ZnNiAl-LDHs-2、ZnNiAl-LDHs-3）。研究了不同实验条件下,三种ZnNiAl-LDHs对甲基橙（MO）吸附性能的影响。结果表明:在反应温度为25°C、反应时间为1 h、材料投加量为1 g/L、甲基橙初始浓度为2000 mg/L时,三种ZnNiAl-LDHs材料对甲基橙的最大吸附量分别为1231.84 mg/g、1111.32 mg/g、1043.85 mg/g;循环性能测试结果表明其具有相对稳定的物化性质以及再生性能。吸附行为遵循Langmuir等温线模型,表明吸附发生在均匀的吸附剂表面,属于单层吸附。吸附动力学和热力学分析表明,该吸附过程符合准二级动力学模型,且热力学参数显示其为自发的吸热反应。 （2）利用原位生长法,将花状氧化锌（floral ZnO）作为天然模板剂,控制模板剂含量（10 mg、20 mg、30 mg）,制备了三种Ⅱ型ZnNiAl-LDHs@floral ZnO异质结复合材料,用于吸附-光催化协同降解刚果红（CR）。具体地,ZnNiAl-LDHs具有较强的吸附效果,而ZnO是典型的光催化材料,花型氧化锌模板剂在提供光催化活性的同时,其上均匀生长的ZnNiAl-LDHs提供了与染料接触的较大的比表面积（5.24 m2/g、20.19 m2/g、89.37 m2/g）,复合材料可以同时提升吸附和光催化效果,实现高浓度CR的有效吸附-降解。使用三个复合材料,分别对600 mg/L CR进行吸附-光降解实验,结果表明:ZnNiAl-LDHs@floral ZnO-3（99.16%）>ZnNiAl-LDHs@floral ZnO-2（99.05%）>ZnNiAl-LDHs@floral ZnO-1（97.13%）。并对200mg/L CR进行循环实验,发现在循环10次后其吸附-降解率仍保持在80%以上,表现出稳定的重复循环利用性。 （3）为改善ZnO阳光照射下光催化效率不足的问题,引入g-C3N4光催化剂,采用超声混合法制备不同质量比（4:1、1:1、1:4）的ZnO/g-C3N4复合光催化剂,并以此为模板,通过原位生长法构建三种ZnNiAl-LDHs@ZnO/g-C3N4复合材料。结合吸附与光催化降解的协同作用,本研究系统评估了高浓度（700 mg/L）刚果红染料的去除效果。结果表明,ZnNiAl-LDHs@ZnO/g-C3N4-2复合材料在暗吸附（44.72%）与光催化降解（97.82%）方面展现出最佳性能,尤其在光催化降解反应中,降解速率和去污效率显著优于其他材料。其卓越表现可归因于ZnNiAl-LDHs@ZnO/g-C3N4-2较小的带隙,能够有效扩展光吸收范围并增强光谱利用率;此外,材料具有较大的孔径结构,提供更多的吸附位点,进一步提升染料的吸附量,进而增强光催化降解效果。动力学分析表明,降解过程符合准一级动力学模型。循环稳定性测试显示,在三次300 mg/L刚果红吸附降解循环中,降解效率仅下降6%至10%。这些结果表明,ZnO/g-C3N4的引入不仅改善了复合材料的光学性能,还显著提高了其光催化反应的稳定性和可重复使用性。

关键词： 聚酯基压电弹性体   磁电复合材料   磁驱动柔性抓手  

摘要： 磁电复合材料是由压电材料和磁致伸缩材料通过物理或化学方法结合而成的功能材料,通过磁致伸缩效应与压电效应的协同作用实现高性能磁电转换,在柔性穿戴、无线通讯和柔性抓取等领域具有广泛应用前景。但传统磁电复合材料性能受制于多组分间的界面约束与物性失配。其中磁-电-机多场耦合的跨尺度失配是核心挑战,磁致伸缩相的畴变应变因脆性界面无法高效传递,而压电材料的高模量限制了形变自由度,导致能量耗散于晶格畸变而非电荷输出。本文综合考虑磁电相、压电相及两相间界面耦合的影响,从磁电系数方程出发,制备了一种基于压电弹性体的磁驱动自传感磁电复合材料,实现了其在柔性磁驱动自传感抓取领域的应用。 1、通过顺-2-丁烯-1,4-二醇、1,3-丙二醇、琥珀酸和癸二酸五种生物基单体无规共聚合成了具有高压电性能的聚酯基压电弹性体BBPR,并与Fe3O4和FeCoNi（AlGa）0.5两种磁性颗粒熔融共混制备了磁电复合材料,实验表明,掺杂20wt%FeCoNi（AlGa）0.5的复合材料综合性能最佳,其断裂拉伸率和强度分别为未掺杂纯弹性体BBPR的1.06倍和32.4倍,压电输出电压和电流分别达到5.9 V和92.0μA,压电系数d33为17.33 p C/N,在20 Oe（50 Hz）磁场下响应电压达到±4.8 m V。 2、为提升磁电器件传感性能,本文以球形银粉为导电相,聚氨酯和乙基纤维素为粘结相,制备了更加适配磁电器件的新型低温固化导电银浆作为电极材料,该银浆具有表面粗糙度低（Rz=0.365μm）、方阻低（<0.1Ω）和固化温度低（60℃）的优势,高柔性解决了传统电极在拉伸状态下易断裂的问题,低固化温度避免了高温对BBPR结构的破坏,显著提升了信号传输稳定性与效率。 3、以综合性能最优的磁电复合材料BBPR(20%FeCoNi（AlGa）0.5)为基底制备了磁驱动自传感柔性抓手片,以电磁铁为磁源组装了磁驱动自传感柔性抓手,通过多物理场仿真研究了电磁铁形状、抓手片位置、通电电流对抓手抓取性能的影响,实验表明,该抓手可抓取超过150 g的物体,并实时监测被抓取物尺寸、电流大小及频率等参数,其中,尺寸检测误差<5%,电流大小检测误差<0.3%,频率检测误差<0.9%,该抓手在工业流水线中可实现对工件的无损抓取与质检分拣,展现了其在复杂工况下的应用潜力。 本文通过材料复合设计,界面耦合与器件电极优化,为磁电复合材料的综合性能提升与应用场景拓展提供了新思路,推动了其在传感与智能抓取领域的发展。