关键词： 氧化石墨烯   真空浸渗热压工艺   碳纤维增强复合材料   摩擦磨损  

摘要： 碳纤维增强复合材料（CFRP）作为一种轻质高强复合材料，在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。基于真空浸渗热压工艺制备不同GO含量的T800碳纤维增强复合材料，在其表面进行往复摩擦磨损试验，采用扫描电子显微镜对磨损表面的微观特征进行分析。结果表明：随着GO含量的不断增加，CF/EP的摩擦磨损性能呈现先上升后下降的趋势，GO含量为0.50%，摩擦过程中复合材料的摩擦系数更稳定，磨损表面损伤较小，摩擦磨损性能较好，其磨损率达到最低值0.926×10-3，较未添加GO的复合材料磨损率2.523×10-3降低了63.29%。GO含量在0.75%、1.00%时的磨损率分别为1.547×10-3、2.149×10-3均高于0.50%。GO含量为0.50%时，GO在基体中逐渐实现均匀分布。GO的均匀分布可以在摩擦过程中形成一层润滑保护膜，减少碳纤维和树脂基质之间的直接摩擦，同时提高了碳纤维和树脂基体的结合强度，从而降低了纤维的断裂，改善了复合材料的耐疲劳性能。

关键词： 激光选区熔化   陶瓷增强颗粒   熔池演化   驱动力   分散机制  

摘要： 当前在金属基复合材料激光增材制造中针对陶瓷颗粒增强相作用机制的研究非常有限。本研究采用激光选区熔化（SLM）技术制备了TiCN增强AlSi10Mg金属基复合材料（MMCs），研究了激光功率300 W下不同扫描速度对熔池热动力学及增强颗粒运动行为的影响。建立了包含固-液-气三相统一的多相流模型，并通过将相场（PF）法与粒子追踪模型耦合，成功求解了增强颗粒的运动行为。研究发现多物理场数值模拟与实验结果相吻合，验证了所构建数值模型的有效性。SLM过程经历了熔化坍塌、润湿铺展和冷却凝固三个阶段，熔池液面波动幅值和熔池速度均随扫描速度的增加而减小。汽化反冲压力、Marangoni力和表面张力是熔池演化的主要驱动力，分别是熔池液面凹陷、环流效应和液面震荡的主要诱因。其中，Marangoni力产生的环流效应对陶瓷增强颗粒在熔池中的重排和分散行为具有重要贡献，是调控增强相均匀分布的有效物理机制。

关键词： 碳纤维增强复合材料   板簧   有限元仿真分析   台架试验  

摘要： 本文将碳纤维增强复合材料（CFRP）引入到重卡板簧的设计之中，提出一种CFRP多片簧结构。利用有限元仿真分析对CFRP多片簧的强度和刚度进行协调匹配设计，得出CFRP单片板簧的铺层角度为[0°33/±75°]5，并通过台架试验对仿真模型进行优化，利用Abacus软件建立优化后的有限元仿真模型，并通过CAE对CFRP多片簧在工作载荷、极限载荷和疲劳加载等工况进行可靠性分析，预测CFRP多片簧的刚度和疲劳寿命，对CFRP多片簧试验件进行台架试验。结果表明，CFRP多片簧的质量为34.4kg，减重在45%以上，且经历15万次的循环加载后CFRP多片簧的刚度并未下降且仍能承受20t的载荷而不破坏。

关键词： C/C-SiC复合材料   600 km/h磁浮列车   摩擦特性   热容量  

摘要： C/C-SiC复合材料作为滑橇摩擦块已在上海高速磁浮示范线以430 km/h安全运营近20年，随着时速600公里高速磁浮列车问世，亟需探究C/C-SiC复合材料摩擦块应用于600 km/h磁浮列车的摩擦特性与热容量分析。本文首先通过600km/h高速摩擦试验得到C/C-SiC复合材料在600km/h摩擦试验下的摩擦系数和温升特性，在600 km/h恒定线速度、4 kN正压力、8 min持续摩擦试验条件下，测得摩擦块最高温度达到569.2 ℃且趋于稳定、远低于材料许用温度极限，平均摩擦系数低于0.1、符合高速摩擦环境下摩擦系数尽量小的技术要求。采用热容量仿真计算的方法复现高速摩擦试验温度，确定出C/C-SiC复合材料与轨道轮之间摩擦热流密度的分配系数0.02054，以此参数为基础，仿真预测高速磁浮列车悬浮故障时C/C-SiC复合材料以600 km/h时速拖磨300 km的温度特性，为时速600 km高速磁浮列车设计优化与工程化应用提供支撑。

关键词： 泡沫夹芯结构   复合材料   固化变形预测   工艺参数   有限元仿真  

摘要： 针对夹芯复合材料C形轮廓板，基于夹芯复合材料固化变形机理，建立了复合材料固化变形数值仿真模型。仿真结果表明脱模开始时C形轮廓板件的内表面受拉应力而外表面受压应力，构件整体向内收缩。基于此仿真模型探究了缝隙处物质种类、铺层层数、铺层角度等不同工艺条件下C形轮廓板件的固化变形规律，发现缝隙处不填充物质时固化变形最小，而充填复合材料时固化变形量最大；在一定范围内变形量与铺层层数呈正相关；铺层角度则对变形影响不大。此外还成型了多块相应工艺条件的C形板件，通过三维扫描测定板件的固化变形，仿真与实验规律符合较好，验证了仿真模型的准确性，实现了C形轮廓板固化变形的准确预测。

关键词： 亚麻纤维   玄武岩纤维   纤维混杂增强复合材料   冲击性能   弯曲强度  

摘要： 本文研究了不同铺层顺序对亚麻/玄武岩纤维混杂复合材料力学性能的影响。通过树脂导流成型工艺制备了纯亚麻、纯玄武岩，及两种铺层的亚麻/玄武岩纤维混杂复合材料层合板，分别进行低速冲击及冲击后弯曲测试，揭示铺层顺序对混杂复合材料力学性能影响及失效机理。研究发现，在低速冲击测试中，混杂复合材料的力学性能介于纯亚麻和纯玄武岩复合材料之间。[B4F4]s（其中B表示玄武岩纤维层，F表示亚麻纤维层）表现出比[F4B4]s更高的峰值力，且[B4F4]s吸收的能量高于[F4B4]s。在三点弯曲测试中，未损伤混杂复合材料的力学性能介于纯亚麻和纯玄武岩复合材料之间。冲击损伤后，两种混杂复合材料的冲击后弯曲强度保持率均高于纯亚麻和纯玄武岩复合材料，且在相同冲击能量下，[F4B4]s冲击后的弯曲强度保持率高于[B4F4]s。

关键词： 碳纤维   界面性能   金属多酚网络   环氧树脂   表面改性  

摘要： 碳纤维增强复合材料界面性能薄弱是一个固有的问题，限制了其广泛的应用。解决该问题的有效方法之一是对碳纤维表面进行改性。本文采用简单的浸涂法首先将单宁酸和硅烷偶联剂沉积在碳纤维表面，二者通过共价键相互交联形成均匀的涂层。随后继续加入铜离子，其与单宁酸发生配位在纤维表面形成了致密的纳米颗粒结构的金属多酚网络。结果发现：金属多酚网络内部的共价键和配位键赋予了其优异的力学性能，使其可以承担部分拉伸载荷，因此改性后碳纤维的拉伸强度相较于脱浆后碳纤维提高了10.2%。同时，金属多酚网络中的活性基团可以与环氧树脂之间形成化学键，其致密的纳米颗粒结构也可以与树脂之间形成强的机械连锁作用。在化学键和机械连锁的协同作用下，改性后碳纤维/环氧复合材料的界面剪切强度相较于未改性的复合材料提高了104.2%。

关键词： 磷酸盐   碳酸镧   吸附   UiO-66-NH   复合材料  

摘要： 废水中过量的磷酸盐会引起水体富营养化，从而恶化生态环境并对人类健康以及生物安全构成威胁.在诸多水处理技术中，吸附法因其高效性而备受关注.本研究通过原位生长方法，以UiO-66-NH2为基底并包覆碳酸镧，成功制备了UiO-66-NH2@La2（CO3）3复合材料.实验结果显示，当碳酸镧的负载率为100%时，该复合材料的磷酸盐吸附性能最佳，其最大吸附量依据Langmuir模型达到170.47 mg·g-1.此外，在含有Cl-、SO42-和NO3-等竞争性阴离子的条件下，该吸附剂依然展现出高选择性和卓越的磷去除效率.在pH值3至7的范围内，吸附能力维持稳定.因此，鉴于其多种优势，该复合材料被视为治理污染水体中磷的高效去除剂的理想选择.

关键词： CFRP   雷击   PVDF   力学效应   测量方法  

摘要： 飞机复合材料结构雷击损伤涉及复杂的电磁-热-电-力多物理场效应。基于冲击应力波传递的冲击力测量方法是隔离强电磁极端环境、实现雷击力学冲击测量的有效手段。本文通过研究基于传递结构的应力波测量方法，对比应力传递结构及材料对应力传递特性的影响规律，提出了一种由ZrO2陶瓷传递件-PVDF传感器-支撑组件(ZrO2陶瓷杆-环氧板-钢板)组成的新型测量结构，应力衰减系数大于90%。研究了适用于该传递结构的PVDF有效区域压电关系标定方法，获得了不同电压范围内冲击力转化系数。进一步地，研究了碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）形变对雷电冲击力测量准确度的影响规律，提出了适用于CFRP的雷电冲击力衰减系数优化处理方法。在此基础上，设计并研制了适用于雷电环境的冲击力测量装置。应用于CFRP模拟雷电流实验，实现了雷电冲击力完整波形的测量，研究发现8/20 μs、9.48 kA的雷电流在注入点附近5 mm内产生的冲击力为1.707 MPa。本研究可为雷击力学效应的定量评估奠定坚实的实验基础。