关键词： 镀Ti金刚石   金刚石/NiAl复合材料   燃烧合成   石墨化程度   界面反应  

摘要： 针对金刚石与NiAl基体间润湿性差、连结强度低的问题，本文以表面镀覆Ti金刚石与金属Al粉、Ni粉为原料，采用燃烧合成方法制备金刚石/NiAl复合材料，并与未镀Ti金刚石燃烧合成试样的性能进行对比，研究金刚石表面是否镀Ti对燃烧合成试样的物理性能、力学性能、物相组成及微观形貌的影响。实验结果表明：金刚石表面镀Ti有利于提高燃烧合成试样的致密度，试样的体积密度为5.74 g/cm3，显气孔率为14.41%，洛氏硬度为86.1 HRB，抗压强度为160.42 MPa。Ti镀层能够有效避免高温熔融体与金刚石的直接接触，有效填充、修补原始金刚石的缺陷，并在一定程度上避免金刚石的热损伤，使得镀Ti金刚石的表面石墨化程度低于未镀Ti金刚石。

关键词： Double-Double   CFRP   C型梁   变厚度铺层   减重优化  

摘要： 碳纤维增强树脂基复合材料已经成为航空、航天等领域的重要工程材料。然而，传统复合材料的铺层设计效率低、丢层设计复杂，导致复合材料构件存在一定的设计强度冗余和结构超重。Double-Double作为一种全新的复合材料铺层方法，具有铺层设计简单且丢层减重便捷的优点，已成为铺层设计发展的趋势。本文结合Double-Double铺层方法、ABAQUS参数化建模和应变能理论，对复合材料C型梁进行了减重优化设计，建立的有限元分析模型可有效地显示C型梁的弯曲受力状态。结合有限元分析和试验结果，表明Double-Double构件能够有效替代传统铺层构件，在铺层数目一致时Double-Double铺层C型梁的弯曲刚度和极限载荷分别提高了9.28%和12.34%；针对两个优化后的变厚度Double-Double铺层C型梁，其弯曲刚度和强度不仅未减小，整体重量还分别减少了12.5%和17.5%，实现了减重优化目标。

关键词： 电磁波吸收材料   复合材料   反射率   铺层设计  

摘要： 为了提升层合结构复合材料的电磁波吸收效能，探究其电磁结构对吸波性能的影响。采用模压工艺制备了含磁性电磁波吸收剂的树脂基复合材料。利用同轴法测试复合材料的电磁参数，通过弓形架测量法对复合材料的反射率进行测定。实验结果证实了以电磁参数为输入进行复合材料吸波性能仿真计算的可行性；针对复合材料的电磁结构进行铺层设计优化，通过仿真计算筛选出综合吸波性能最佳的设计方案，并制备相应的复合材料进行反射率测试，证明了铺层设计对吸波性能的有效优化。结果表明，单一吸收剂含量的复合材料吸波性能不佳，而经过铺层设计后复合材料的有效吸收带宽可达9.65 GHz，针对复合材料电磁结构的优化设计能够显著提升其吸波性能。

关键词： 铝基复合材料   高温蠕变   热处理   ZrB   颗粒  

摘要： 本研究通过盐-金属反应途径成功合成了ZrB2/ Al-12Si复合材料，研究了ZrB2质量分数和热处理工艺对复合材料显微组织、高温蠕变性能的影响。蠕变实验结果表明，4wt.% ZrB2/Al-12Si复合材料的稳态蠕变速率明显比Al-12Si合金小，表明ZrB2纳米颗粒的加入有效地提高了基体合金的蠕变阻力。ZrB2纳米颗粒高温热稳定性好，有效地阻碍了位错的运动和高温蠕变过程中晶界的迁移。此外，由于裂纹的偏转和裂纹的分支，ZrB2纳米颗粒增加了裂纹扩展路径的长度。在相同的温度和应力条件下，T5态4wt.% ZrB2/Al-12Si复合材料的稳态蠕变速率比T6态4wt.% ZrB2/Al-12Si复合材料的稳态蠕变速率小。热处理工艺对复合材料蠕变影响的研究结果表明，T5态和T6态复合材料具有相近的蠕变应力指数。由于T6热处理影响了复合材料的微观结构，共晶硅网状结构的瓦解导致了其承担应力的能力下降，使T6态复合材料稳态蠕变速率变大。T5态和T6态ZrB2/Al-12Si复合材料的真实应力指数均为5.0，蠕变机制均为位错攀移机制。复合材料的强化机制为由ZrB2纳米颗粒引起的Orowan强化和细晶强化。

关键词： 吸附   生物碳   GO   磁性复合材料   亚甲基蓝  

摘要： 以生物废弃核桃壳作为原料，添加具备强吸附能力、高比表面积、高化学稳定性等优点的氧化石墨烯（GO），利用共沉淀法制备出一种新型磁性氧化石墨烯生物碳(Fe3O4-GO-WSC)复合材料。通过FT-IR、XRD、SEM、BET、UV-Vis等表征手段对复合材料的组成、表面性质及磁性强度进行系统表征。并探究不同条件下复合材料对水体有机污染物亚甲基蓝（MB）的吸附效果。研究结果表明：当温度为25℃、pH为5、反应时间为60min、Fe3O4-GO-WSC磁性复合材料的投加量为0.02g、MB浓度为10mg/L时，吸附效果最好，吸附率可达90.2%。经5次磁性分离，对MB吸附率仍可达54.7%。复合材料对MB的吸附行为，与准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型有较好相关性，说明该吸附过程偏向于化学吸附，是单分子层吸附。

关键词： 高温高压   金刚石/铜   复合材料   热导率   金刚石热通道  

摘要： 区别于以往金刚石/铜复合材料多种制备技术的综述，本文聚焦于高导热金刚石/铜复合材料在高温高压法制备技术方向的研究现状。高温高压法通过提供高温和超高压条件，能有效解决材料致密性和金刚石石墨化问题。本文综述了高温高压法制备金刚石/铜复合材料在烧结工艺、原料粒径、金刚石体积分数、金刚石表面镀覆和添加合金元素的关键研究领域。并且随着高温高压法与熔渗法工艺的结合，一定程度上缓解金刚石与铜的界面结合问题，并为热量传递提供了金刚石直连通道，极大提升了金刚石/铜复合材料的热导率。未来的探究可在此基础上进行细致的研究，以促进该领域在高温高压法制备工艺的发展。

关键词： 改性复合材料   表面铣削   磨损预测   磨损规律   球头铣刀  

摘要： 针对斜缠改性烧蚀防热复合材料(简称“改性复合材料”)的表面铣削过程，提出了一种新的球头铣刀磨损体积预测方法。该方法不仅分别考虑了后刀面和切削刃在与工件相互作用过程中的实际应力状态，还根据表面铣削过程中的动态力热状态对磨损系数和刀具表面硬度做出了动态调整，从而全面保证了预测结果的准确性。经验证，该方法的平均预测误差小于15%。基于该方法，分析了改性复合材料表面铣削过程中的刀具磨损规律。结果表明，切削刃的磨损主要与切削刃刚度和刀-工实际接触距离有关。为降低切削刃的磨损，可通过减小刀具前、后角提升切削刃的刚度，或选择低主轴转速和高进给量减小刀-工实际接触距离。后刀面的磨损则取决于后角和工件已加工表面的回弹高度。为降低后刀面的磨损，需使用大后角刀具在高主轴转速和低进给量下进行加工。由于降低切削刃磨损与降低后刀面磨损的策略相反，综合来看，选用减小切削刃磨损的策略更有利于降低整个刀具磨损程度。

关键词： 纤维素纳米晶   明胶   Pickering乳液   乳化特性  

摘要： 纤维素纳米晶（Cellulose nanocrystals，CNC）是一种棒状、纳米级的胶体颗粒，其较强的亲水性与单一的基团结构等性质限制了其在稳定Pickering乳液方面的应用。本文为了改善CNC的乳化能力，来制备更为稳定的乳液。以CNC和明胶蛋白（Gelatin，GE）复配形成稳定的复合物胶体，并混入油相乳化制得水包油型Pickering乳液。并通过Zeta电位、浊度、傅里叶变换红外光谱等表征分析不同pH与复配比对CNC/GE复合颗粒性能的影响，并利用形貌特征观察、粒径大小和分布表征进一步探讨其稳定的Pickering乳液特性。结果表明，在pH 4.2时，CNC/GE可通过静电相互作用形成具有稳定的复合胶体颗粒，并具有较好的乳化特性和热稳定性。随着CNC/GE复合物中GE比例增加，复合粒子粒径减小，热稳定性提高，并且其稳定的Pickering乳液液滴尺寸更小且更均一，乳液的储存稳定性更好。此研究为拓展纤维素/蛋白质复合物在食品级Pickering乳液中的应用提供了理论依据。

关键词： 纳米纤维   金属有机框架材料   复合材料   制备   气体净化  

摘要： 金属有机框架材料（MOFs）具有比表面积高、结构可调以及组成多样等优点，其衍生物能够继承MOFs的多孔骨架和化学成分，并表现出更好的稳定性和可调性。MOFs及其衍生物是气体净化领域极具潜力的材料，但由于为固体粉末状，使其在实际场景中的应用受到限制。基于静电纺丝纳米纤维制备的MOFs/纳米纤维基复合材料有效综合了MOFs的晶体结构、物理化学性质以及纳米纤维多级结构与优异的柔韧性，有望解决MOFs及其衍生物在实际应用中回收困难、易团聚等问题。本文首先叙述了MOFs及其衍生物的类别、合成方法以及在气体净化中的应用，随后重点介绍了MOFs/纳米纤维复合材料的制备方法及其常见衍生物，总结了MOFs/静电纺丝纳米纤维基复合材料在气体污染净化领域的应用。尽管，MOFs/纳米纤维基复合材料在气体净化领域取得了显著进展，但仍存在工艺复杂、可重复性差、稳定性和耐久性低等问题。最后，基于上述问题本文对MOFs/纳米纤维基复合材料未来的设计与制备、应用机理研究提出了建议，以期为制备更具应用潜力的MOFs/纳米纤维基复合材料提供参考。

关键词： 厚截面复合材料   多场耦合   固化均匀性   凝胶点   多目标优化  

摘要： 为解决厚截面复合材料固化过程中由于凝胶点前后温度场和固化度场不均匀而产生的质量缺陷问题，基于热-流-固多物理场耦合有限元模型，结合优化拉丁超立方抽样（OLHS），建立径向基神经网络（RBF）代理模型的固化均匀性多目标优化方法，实现对凝胶前后温度梯度和固化度梯度均匀性优化。优化结果与原设计相比，在总固化时长仅增加6.7%情况下，凝胶点前后的温度梯度分别下降了51.7%和66.5%，固化度梯度分别下降了33.3%和63.6%，整个固化过程最大温度峰值下降了8.8%。表明本文提出的方法能够显著提升凝胶前后的固化均匀性。