关键词： 热固性复合材料   热塑薄膜   补片   超声修复   力学性能   失效形式  

摘要： 文中采用4种不同厚度的复合材料补片，对含10 mm裂纹损伤的碳纤维增强热固性复合材料(CFRP)开展了超声修复试验，在待修复试样与补片之间预置热塑薄膜，薄膜为0.2 mm厚的聚醚醚酮(PEEK)树脂。结果显示，补片厚度对修复试样的力学性能和失效形式具有显著影响。随着补片厚度增加，修复试样的力学性能呈先增大后减小的趋势，较厚补片会降低修复试样的力学性能及成型效果。其中，补片厚度为2.627 mm时，拉伸强度最高可达392.7 MPa，强度恢复率可达77.8%；补片厚度为2.660 mm时，试验件的极限承载能力下降了1200.2 N，拉伸强度降为370.5 MPa，修复试样变形量最大，高达0.056 mm。通过扫描电镜对修复试样的失效形式进行分析，发现失效机制随补片厚度变化而不同，对于补片厚度为0.627 mm的试验件，失效模式主要为混合失效。

关键词： 钠离子电池   负极   金属硫化物   高容量   电化学性能  

摘要： 过渡金属硫化物（TMSs）因其理论容量高且合成成本低，被视为钠离子电池（SIBs）有前景的负极材料。然而，体积膨胀和结构破坏导致的循环稳定性差和倍率性能不佳等问题仍是主要挑战。为解决这些问题，本研究通过交联和硫化工艺合成了新型FeS2/CoS2异质结构嵌入三维碳气凝胶基质中，构筑了FeS2/CoS2碳基复合材（FeS2/CoS2@C）。该核壳结构由双金属FeS2/CoS2纳米颗粒和导电碳壳构成，有效缓解了钠化/脱钠过程中的体积变化对性能的不利影响。三维多孔碳网络增强了离子和电子的扩散，防止了团聚并保持了界面完整性。此外，FeS2/CoS2界面提供了额外的钠离子存储活性位点，进一步提升了材料的比容量。FeS2/CoS2@C复合材料展现了优异的电化学性能，在10 A g-1电流密度下可实现572 mAh g-1的高倍率容量，在0.5 A g-1电流密度下具有725 mAh g-1的比容量，并在5 A g-1电流密度下表现出超过1000次的循环稳定性。这些结果证明了定制异质结构复合体系在克服SIB负极性能瓶颈方面的巨大潜力。

关键词： 非线性辨识   物理信息神经网络   复合材料   挤压强度   性能预测  

摘要： 复合材料螺栓连接强度预测中，深度学习黑箱模型虽然能够快速准确学习映射关系，但缺乏内在物理解释，难以理解模型的内部决策逻辑机制，可信度与普适性差。在融合复材物理规律约束与非线性辨识约束的基础上，提出一种多约束辨识的物理信息神经网络(Multi-Constrain Identification Physics-Informed Neural Network, MCI-PINN)。首先，物理规律的约束使用复材螺栓连接挤压强度工程估算公式；其次，非线性辨识约束以线性、多项式、幂函数、指数、对数等多种函数建立材料参数、力学参数、结构参数等与挤压强度的非线性关系，辨识具有最优精度的映射关系；然后，将物理规律约束与非线性辨识约束以损失函数的形式嵌入神经网络中指导模型训练。在案例验证中开展X850材料两种铺层的单钉连接挤压强度预测，分析结果表明，两种铺层挤压强度的预测误差指标MRE分别为1.24%、1.27%。MCI-PINN在离散程度预测、可解释性、泛化能力等方面，与ANN、PINN相比表现出优异性。

关键词： 镍冶炼   富氧顶吹   炉渣成分调整   炉渣物相   提铁  

摘要： 针对镍冶炼渣铁资源化利用难题，提出在镍冶炼阶段以氧化钙替代二氧化硅进行炉渣成分调整的工艺构想。本文通过FactSage热力学模拟结合富氧顶吹渣-锍热平衡实验，并分别以传统工艺产出镍冶炼渣和以氧化钙替代二氧化硅作熔剂调渣后的新渣为原料，通过实验验证了镍冶炼炉渣组成变化对铁走向的影响规律，揭示了CaO调渣对铁相重构的作用机制。结果表明：在镍冶炼阶段加钙减硅调渣改变了熔渣的平衡/非平衡凝固路径，使调渣后富钙橄榄石、铁酸镁、四氧化三铁等易选矿相生成，熔渣快速冷却后析出物相更接近Scheil-Gulliver非平衡冷却析晶成分。同时，调渣大幅改变了铁的赋存形态与分布，铁从主要集中于富镁橄榄石和硅酸盐相转移至富钙橄榄石、磁铁矿相和铁酸盐相，X射线光电子能谱分析证实Fe2+/Fe3+比值由3.45（原渣）最低降至2.63，铁元素赋存形态由硅酸盐结合态向氧化物态转变；电子探针定量分析显示磁铁矿相铁占比从9.51%（原渣）显著提升至34.14%。通过镍冶炼加钙减硅调渣可为优化渣处理工艺，实现对铁元素的有效调控和利用提供有效途径。

关键词： SiC   /Cu基复合材料   界面调控   性能提升机制   材料设计优化  

摘要： 随着高端制造、电子封装与热管理等领域对材料综合性能的持续提升要求，传统铜及其合金材料在强度、耐磨性与导电导热性能方面逐渐显现出瓶颈。碳化硅颗粒增强铜基复合材料(SiCp/Cu)因其优异的力学、电学与热物理性能，受到广泛关注。围绕SiC颗粒粒径、含量及分布等组成设计参数的优化，系统综述了SiCp/Cu基复合材料在耐磨、导电、导热和耐蚀等方面的性能提升机制，探讨了Cu基体微合金化与SiC颗粒表面修饰的界面调控策略以及多相协同增强的设计理念，将为高性能SiCp/Cu基复合材料的设计开发提供参考依据。

关键词： 苯并噁嗪   Si—O—C键   化学降解   复合材料   可回收性  

摘要： 使用对苯二酚与四甲基二氢二硅氧烷合成端羟基聚硅醚，以此为酚源，与苯胺、多聚甲醛制备含Si—O—C键苯并噁嗪，采用傅里叶转变红外光谱和核磁共振氢谱确定产物结构。经热固化得到含Si—O—C键聚苯并噁嗪。水接触角测试表明所得聚苯并噁嗪具有疏水性。TGA实验结果表明，有机硅的引入提高了聚苯并噁嗪的热稳定性。溶解实验说明Si—O—C键赋予聚苯并噁嗪化学降解性，树脂在酸性溶液中24 h降解完全，生成酚Mannich桥衍生物、对苯二酚和硅醇。以此苯并噁嗪为基体制备玻璃纤维增强复合材料，其层间剪切强度最高为18.93 MPa，在酸性溶液中树脂基体9天降解完全，通过扫描电子显微镜观察玻璃纤维表面无树脂附着，实现了复合材料树脂基体和纤维增强物的分离。本文为设计可回收高性能热固性树脂及复合材料提供新思路。

关键词： 复合材料   自然老化   聚氯乙烯   密度   力学性能   材色   微观结构  

摘要： 为探索密度对木塑复合材料（WPCs）老化性能的影响，以木粉为有机增强项，聚氯乙烯（PVC）为基体，制备出3种密度分别为0.62、0.75、0.82的PVC基发泡木塑复合材料，采用户外自然老化方式，研究老化时间对不同密度PVC基发泡木塑复合材料材色、质量、力学性能、表面微观结构的影响。结果表明：老化180d后WPCs表面发生分解，0.62、0.75、0.82 g/cm3的WPCs色差分别是12.84、5.12、8.31。在质量方面，呈现密度越大质量损失率越小的趋势。在力学性能方面，密度为0.82 g/cm-3的WPCs弯曲强度保存率为74.11%，在3种密度中最佳；密度为0.75 g/cm-3的WPCs拉伸强度保存率最高，为73.00%。根据扫描电镜（SEM）结果显示，随着户外自然老化时间的延长，WPCs表面逐渐出现粉化、裂纹、木质纤维外露等现象。

关键词： 二氧化硅气凝胶   探测能量阈值   辐照响应   伽马射线卡阈成像   契伦科夫辐射  

摘要： 为构建一种用于超快伽马射线卡阈成像技术，开发了不同密度、折射率的高透明二氧化硅气凝胶材料，并建立了材料光谱吸收、散射和折射率光学关键性能表征技术和辐照响应测量技术，初步实验证实了基于二氧化硅气凝胶契伦科夫辐射用于超快伽马射线卡阈成像的可行性，时间分辨可达到百皮秒量级，可实现伽马射线探测能量阈值为1～5 MeV。

关键词： 聚乳酸   二维过渡金属碳/氮化物   热处理   力学性能   热收缩  

摘要： 文中通过改进有机溶剂辅助插层（OAIC）方法制备了具有单层结构和优异的有机溶剂分散性能的二维过渡金属碳/氮化物（MXene）纳米片层，采用溶解-分散结合溶液浇铸方法制备了不同MXene含量的聚乳酸（PLA）复合薄膜并进行了退火处理，研究了热处理对MXene/PLA复合材料结构和性能的影响。结果表明，HCl-LiF可以刻蚀掉Ti3AlC2中的Al，制备出能够均匀、稳定地分散在有机溶剂中的单层MXene纳米片层。热处理不会改变PLA的结晶结构。热处理过程增加了PLA大分子链的活性，减小了MXene片层间距，使MXene的取向更一致。MXene含量是影响PLA复合材料Tcc和结晶速率的关键因素，3.5 phr是MXene用于PLA共混改性的浓度阈值。热处理降低了PLA的Tcc，提高了其结晶速率，使PLA出现结晶细化和热收缩。MXene3.5PLA的拉伸强度增加至热处理前的9.2倍，断裂方式转变为脆性断裂。

关键词： 膨润土   PCL-PEG-PCL   结晶紫   吸附  

摘要： 以熔融开环法制得PCL-PEG-PCL共聚物为网络框架，膨润土为吸附单元，以溶剂挥发法联合物理包载法制备膨润土改性PCL-PEG-PCL复合材料，研究其对结晶紫吸附效果，阐述其吸附机理。结果表明：PEG6000质量9.3033 g、膨润土质量8.006 4 g、染料浓度500 mg/L、固液比0.7 g/L，在303 K吸附240 min后复合材料吸附量为527 mg/g；经过五次吸附-脱附后，其吸附效率仍有87%；复合材料吸附结晶紫染料符合伪二级模型和Langmuir模型，吸附伊始以液膜扩散为主，吸附后期以颗粒内扩散为主；FT-IR结果表明复合材料成功吸附结晶紫；SEM-EDS结果表明复合材料表面粗糙并有一定孔隙结构，且成功吸附结晶紫；XRD结果表明复合材料的晶型稳定；TGA结果表明复合材料具有一定热稳定性。实验结果表明膨润土改性PCL-PEG-PCL复合材料能吸附结晶紫染料废水，在污水治理方面有应用前景。