关键词： 编织复合材料   热成型工艺   有限元模型(FEM)   纤维重新取向   参数化研究  

摘要： 复合材料的成型过程改变了材料的内部结构从而改变了复合材料部件的材料特性。特别是当部件的几何形状相对复杂时，编织复合材料的热成型过程会导致横向纤维和纵向纤维之间的角度发生变化。为了研究成型过程引起的纤维重新取向以及哪些因素会影响纤维的重新取向。因此，本文建立了基于亚弹性本构定律的有限元模型(FEM)，并通过半球形成型实验从预浸料的纤维重新取向分布和边界轮廓两方面验证了该模型。更重要的是，本文通过U形结构的成型实验和模拟，进一步验证了该模型对纤维重新取向的预测能力。此外，通过对U形结构的成型模拟，本文全面讨论了摩擦系数、夹持力(BHF)和夹持位置(BHA)对纤维重新取向的影响。结果表明，这些工艺参数都是影响纤维重新取向的重要因素，应在热成型过程中进行优化。

关键词： 复合材料   自愈合改性   SiC   耐温极限   使用寿命   可靠性  

摘要： 自愈合改性是 SiCf/SiC 复合材料能在航空发动机热端部件上得以应用的关键，目前自愈合改性SiCf/SiC 复合材料的耐温性和可靠性受到自愈合改性组元的限制。本文从自愈合组元作用机理出发，综述了不同自愈合组元的成分结构与自愈合效果以及制备技术研究进展。重点总结了各类自愈合组元的耐温极限与特点，总结了复合材料自愈合组元目前的不足与可能的发展。

关键词： 嵌入式共接枝热塑性阻尼复合材料   羧基化聚甲基丙烯酸甲酯   羧基氢化丁腈橡胶   共接枝工艺   界面性能  

摘要： 利用六亚甲基二异氰酸酯（hexamethylene diisocyanate，HDI）作为中间介质对经酸性高锰酸钾溶液氧化后的碳纤维（carbon fiber，CF）、盐酸溶液水解后的聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate，PMMA）以及羧基氢化丁腈橡胶（carboxylated hydrogenated nitrile rubber，HXNBR）三相表面接枝处理，通过傅里叶红外光谱（FTIR）以及扫描电镜（SEM）对改性前后以及接枝前后三相复合材料微观表征，FTIR结果表明：HDI与树脂、阻尼材料及纤维均发生了化学反应，生成了新的化学键——酰胺键；SEM观测结果表明：经过改性以及HDI接枝后的CF与PMMA表面均变得粗糙，二者之间有了更多的结合位点；通过共接枝工艺制作了热塑性阻尼复合材料层合板，并对其进行宏观表征：通过H抽出试验测得纤维从阻尼材料中的抽出力提高了90.7%，层间剪切试验测得热塑性阻尼复合材料层间剪切应力提高了62.4%，自由振动衰减试验测得嵌入较薄阻尼层(0.1mm)试件的损耗因子是未嵌入阻尼层试件的2.9倍左右，验证了接枝改性的有效性。

关键词： 微纳米纤维   木塑复合材料   高密度聚乙烯   改性   力学性能   热稳定性  

摘要： 针对传统木塑复合材料（WPCs）普遍存在的强韧性、稳定性欠佳以及应用领域受限等问题，通过湿进料法挤出造粒制备微纳米纤维（MNF）改性高密度聚乙烯（HDPE）粒料；并将MNF/HDPE改性粒料，与杨木粉、助剂复合，成功制备出一种新型木塑复合材料。电镜观察显示，相对传统木塑中木粉与塑料形成的“海岛结构”，新型木塑中的MNF可与HDPE基体间形成三维网状互锁结构；MNF和木粉起到协同增强的作用。相较传统木塑，新型木塑在弯曲与拉伸强度上的提升分别超过了56.5%与63%；新型木塑在-30℃至60℃温度区间的线性热膨胀系数低至37×10-6/K，24小时内的吸水率约为2%。此外，新型木塑的动态力学性能，抗蠕变性能也显著提升。

关键词： 拉挤成型复合材料   纤维波纹   代表性体积单元   有限元法   刚度预测  

摘要： 以拉挤成型玻璃纤维增强树脂基复合材料（Pultruded Glass Fiber Reinforced Polymer，PGFRP）为研究对象，采用含简谐曲线状波纹的代表性体积单元（Representative Volume Element，RVE），对含纤维波纹缺陷的PGFRP进行了仿真分析。获得了不同加载条件下材料的平均应力-应变关系和等效刚度。开展了PGFRP在不同载荷下的力学性能实验，并将实验结果与仿真结果进行对比，验证了预测模型的准确性。利用该模型研究了纤维波纹比和波纹含量对PGFRP刚度的影响。结果表明，纤维波纹比对PGFRP整体刚度有显著影响，特别是在波纹比超过0.02时，纵向杨氏模量明显降低。当波纹比达到0.1时，纵向弹性模量下降了16.7%，且各弹性常数的变化速率随着波纹比的增大而加快。波纹含量对材料纵向刚度的影响同样不可忽视。当波纹含量达到1.0时，纵向弹性模量下降了15.2%。同时，随着波纹含量的增加，各弹性常数的变化速率逐渐减小，材料刚度随波纹含量的增加发生了显著变化。

关键词： 辐射冷却   透明   聚合物   复合材料   相变  

摘要： 近年来热控耗能不断增加，可见透明辐射冷却材料因无源热控的特性受到了广泛的关注。此外，由于其具有可见透明的外观，还可以满足生产生活中对可见光的需求。可见透明辐射冷却材料发展至今形成了丰富的种类，并且通过动态可调的光谱特性提高了其在不同应用场景中的适应性。因此本文首先介绍了辐射冷却的原理，说明透明辐射冷却材料和传统辐射冷却材料的主要区别，归纳了透明辐射冷却材料的材料体系和调控方式，进一步介绍了透明辐射冷却材料在节能窗、光伏发电和温室大棚等领域的应用。最后，总结了当前透明辐射冷却材料研究面临的挑战，提出在未来的应用中要解决多波段兼容动态调控、多功能集成以及耐久性提升等问题，为未来开发新可见透明辐射冷却材料、扩展其应用场景提供了方向。

关键词： 亚微米叠层复合材料   热失配强化   不兼容变形   HDI强化   裂纹扩展  

摘要： 针对铜基复合材料力学性能与导电率之间的倒置关系，采用片状粉末冶金技术，以气雾化原位自生复合粉末为原料，制备出了具有亚微米层厚度的TiB2/Cu-Cu叠层复合材料，其通过相邻异质片层之间的热失配强化、力学不兼容变形所产生的几何必需位错及其与统计储存位错之间的交互作用，获得了显著增强的力学性能。同时，多种模式裂纹的协同扩展提升了TiB2/Cu-Cu亚微米叠层复合材料的抗断裂能力。此外，具有低晶界密度和位错密度且无TiB2颗粒的纯Cu片层为载流子的快速传输提供了低电子散射通道，从而保证了高导电率。

关键词： 非连续增强钛基复合材料   TiB晶须   网状结构   硅化物   蠕变性能  

摘要： 为评估飞机蒙皮用钛基复合材料的高温蠕变性能，采用低能球磨和真空热压烧结技术制备了TA15合金以及具有网状结构的TiB/TA15和TiB/（TA15-Si）复合材料。结果表明，引入TiB和Si可使合金600 ℃稳态蠕变率降低1个数量级，并且Si在700 ℃时可保持有益效果，而TiB的积极作用则由于其附近的孔隙和界面脱粘而减弱。烧结态TiB/（TA15-Si）复合材料的蠕变变形机制主要为位错攀移主导的位错蠕变，600 ℃时的高蠕变抗力主要归因于晶界α相的消除、TiB晶须的载荷传递以及硅化物对位错运动的阻碍，其在700 ℃时的低稳态蠕变速率主要来源于晶界α相的消除以及更多硅化物和α2的动态析出。