关键词： 碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料   激光表面加工   旋转式光束耦合   表面质量  

摘要： 为提高碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（CMC-Si Cf/SiC）的加工表面质量并克服其各向异性特性导致的激光抛光不均匀性问题，以光热效应为主的纳秒激光表面加工在提高表面质量的同时极大的提高加工效率，本文系统探究了旋转式多光束耦合纳秒激光表面加工工艺参数的优化规律。通过单因素实验方法，重点分析了单脉冲能量、重复频率、扫描次数、光斑重叠率（扫描间距与扫描速度）、离焦量及分光元件转速对表面粗糙度（Ra）和体积材料去除率（MRR）的影响。结合扫描电子显微镜形貌观察与激光共聚焦粗糙度测试，揭示了激光能量密度、热积累效应及动态匀化作用对材料去除机制及表面演化的影响机理。实验结果表明：当单脉冲能量为40μJ时，表面粗糙度由初始4.778μm降至3.11μm（降幅34.9%），纤维与基体实现同步去除；重复频率200 kHz时，脉冲间隔与材料热弛豫时间匹配，显著减少热损伤；光斑重叠率优化（Y/X方向分别为80%和60%）结合离焦量-0.5 mm的动态调控，表面粗糙度进一步降至2.25μm；分光元件转速4000 rpm时，多光束能量分布均匀性最佳，界面脱粘率降低，熔融球体减少。本研究提出的参数优化策略为各向异性复合材料的精密高效加工提供了理论依据与工艺指导。

关键词： 碳纤维   聚合物复合材料   界面改性   力学性能   氢氧化钴-聚多巴胺  

摘要： 碳纤维增强聚合物复合材料（CFRPs）较弱的界面结合性能限制了其在航空航天和工业工程等高级领域中的实际应用。受自然界中贻贝生物粘附性的启发，通过在碳纤维表面自聚合聚多巴胺（PDA）层作为功能性平台，并进一步在其表面自组装不同质量比Co（OH）2纳米片，成功改善了纤维与环氧树脂之间的界面结合。同时，还通过一系列测试对改性前后复合材料的界面性能和力学性能进行了研究。实验结果表明，氢氧化钴-聚多巴胺协同界面改性显著提升了复合材料的力学性能，弯曲强度、界面剪切强度和层间剪切强度相较于未经改性的复合材料分别提高了48.1%、100.5%和56.8%。简而言之，本研究为高性能CFRPs的开发提供实验验证，并展示其在航空飞行器等领域的潜在应用价值。

关键词： 杂多酸   热转化   衍生材料   负极材料   电化学储锂  

摘要： 由于石墨负极比容量(小于372 mA h g-1)较低，锂离子电池性能提升受限，急需开发新型电极材料。杂多酸因具有分子结构可调和高度可逆的氧化还原能力，被认为是一种良好的电极活性材料，但杂多酸直接作为电极活性材料在实际应用中存在倍率性能差、容量衰减快和循环稳定性差的问题。采用一步高温热转化策略，将含锰的钒基杂多酸（VM POMs）热转化为含V和Mn的衍生复合材料用于电化学储锂。研究结果表明：热处理温度是影响衍生材料组成的主要因素，经450oC热处理后，VM POMs转化为均匀分布的单斜晶系Na5V12O32和三斜晶系Mn2V2O7的棒状复合材料；其作为锂电负极的CV曲线在1.02 /0.57 V和2.64/2.25 V(vs Li+/Li)附近有2对可逆的氧化还原峰，1.0 mV s-1扫速下其电容贡献为76.8%，当电流密度从0.1 A g-1增加至4.0 A g-1时，其容量保持率为40%，0.1 A g-1和1.0 A g-1电流密度下，经100圈和1000圈充放电循环后，其比容量为790 mA h g-1和400 mA h g-1，库伦效率接近100%，循环保持率均大于100%。杂多酸热转化衍生物的电化学储锂性能较杂多酸显著增强，热转化策略可行。

关键词： 复合材料   催化剂   催化剂载体   废水   废物处理  

摘要： 采用水热合成法制备了一种便于回收、易于与水分离且可生物降解的生物质基@CuNiOS复合催化剂，并以亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)为模型污染物评估了其催化活性及重复使用性等性能，结果表明：以天然木/竹材为基底的NZ@CuNiOS、NP@CuNiOS和NB@CuNiOS分别于8min、16min和12min内完全还原MB，26min、34min和32min内完全还原RhB。相比之下，脱木素处理显著增强了催化剂的催化效率，DZ@CuNiOS、DP@CuNiOS和DB@CuNiOS仅需4min、8min和6min即可完全还原MB，在18min、26min和24min内完全还原RhB，展现出优异的催化活性。此外，生物质基@CuNiOS复合催化剂多次使用后仍保持84%以上的还原效率，展现出良好的重复使用性。该催化剂不仅绿色环保、可快速回收，而且性能优异以及可降解特性，为可持续污染治理提供了新思路。

关键词： 工程水泥基复合材料   黄金尾矿砂   低碳排放   流动性   力学性能  

摘要： 工程水泥基复合材料(ECC)因具有极高的延性而受到广泛关注。然而，制备ECC的组分通常以高成本、高碳排放的石英砂作为细骨料，这使ECC应用于实际工程中面临着破坏环境、造价高等问题。为了制备成本、碳排放量更低的ECC,本研究通过工业固废产物黄金尾矿砂全比例替代石英砂制备ECC,在不同水胶比及粉煤灰比例下，分别测试并对比黄金尾矿砂基ECC及石英砂基ECC的流动性和力学性能，且通过断裂韧度、纤维分散等试验对力学性能进行了解释，由此探究黄金尾矿砂全比例替代石英砂作为细骨料，制备低成本、低碳排放ECC的可行性。研究结果发现，黄金尾矿砂由于具有更多的棱角，对ECC的流动性能造成了负面影响。但在力学性能方面，使用黄金尾矿砂制备ECC可以有效提高ECC的抗压和抗拉强度，且获得与石英砂基ECC相当的拉伸应变性能。使用黄金尾矿砂全比例替代石英砂制备低碳ECC具有极大的可行性，有助于降低建筑材料制备过程中所产生的碳排放。

关键词： 陶瓷基复合材料   正交各向异性   本构理论   损伤演化   层合板理论  

摘要： 复杂应力本构关系模型是结构设计与性能评估的理论基础。本文针对易损-非线性陶瓷基复合材料（CMC）层合板在组合加载下的变形响应，在正交各向异性单层材料主方向损伤演化特性和应力-应变行为表征的基础上，给出了不同角度单层非材料主方向的损伤柔度矩阵和损伤刚度矩阵的数学表达；进一步考虑损伤层合板的非线性变形响应特性，将其中面应变和曲率划分为弹性部分和非弹性部分，对经典层合板理论进行拓展与改进，分别描述了层合板的弹性变形和非弹性变形，并最终给出了非线性CMC层合板的广义内力-变形物理方程，从而丰富和发展了非线性复合材料的表征理论，为复杂外载下CMC层合板变形行为的分析预测提供了新的模型和方法。作为特例，给出了正交对称CMC层合板的应变-内力关系的具体表达式，并采用2D-C/SiC复合材料层合板，模拟计算了轴向和偏轴拉伸载荷下材料的应力-应变行为，验证了本构模型的合理性和适用性。

关键词： 膨润土   改性   复合材料   环境治理   智能材料   传感技术   表征   应用  

摘要： 膨润土是一种天然的非金属矿产资源，通过先进的技术手段将其转化为有价值的产品，应用于工业、农业和环境治理等社会生产各领域，是实现资源循环利用并减少环境负面影响的重要途径。本文对当前国内外膨润土改性材料的制备方法、表征技术及应用现状进行了综述，归纳总结了提升膨润土性能的方法和原理及表征和测试方法，分析了改性膨润土在土壤改良、修复剂、肥料添加剂、农药吸附剂及电子、汽车和航空航天等领域的应用潜力及不足，并展望了改性膨润土材料的未来发展方向，为高性能改性膨润土材料的研发提供了有益的参考和启示。

关键词： 复合材料   加筋壁板   初始缺陷   稳定性   承载能力   渐进损伤分析  

摘要： 飞机中常用的复合材料加筋壁板结构难免会在制造和使用过程中产生缺陷和损伤，进而影响结构性能。为探究初始缺陷对帽形加筋壁板稳定性和承载能力的影响，本文基于飞机制造和服役过程中统计的损伤威胁类型，开展了无损、含圆孔与含切口三种复合材料帽型加筋壁板的轴向压缩试验。结果表明，三种加筋壁板的屈曲载荷相差不大，无损和含圆孔的复合材料加筋壁板极限载荷也基本一致，但含切口缺陷加筋壁板的极限载荷相比其他两者下降了约30%。为进一步分析加筋壁板的屈曲与后屈曲行为，基于渐进损伤模型对三种加筋壁板轴向压缩时的屈曲与后屈曲过程进行了有限元仿真，预测的屈曲载荷、失效载荷以及失效模式与试验结果吻合良好，其中屈曲载荷与失效载荷的预测误差在5%以内。

关键词： SiAlON-SiC复合材料   硅切割废料   埋石墨烧结法   关键性能  

摘要： 为了高效利用光伏硅切割废料及开发低成本且性能良好的SiAlON-SiC复合材料，本文以金刚石线切割硅废料、铝矾土、铝灰、工业氧化铝和氮化铝等为原料，采用埋石墨烧结法成功制备了SiAlON-SiC复合材料。研究了烧结温度（1450、1500、1550、1600 ℃）和铝源种类（铝灰、工业氧化铝和铝矾土）对SiAlON-SiC复合材料物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明：随着烧结温度的升高，其烧结致密度及常温耐压强度逐渐增；在烧结过程中形成的更多富氧液相，有利于强度相对较低的O’-SiAlON部分转变强度较高β-SiAlON，晶体形貌也由晶须状转化为柱状。以铝矾土为铝源，烧结温度为1600 ℃时，制备材料的线收缩率为14.35%，体积收缩率为24.64%，显气孔率为25.0%，体积密度为2.35 g·cm-3，常温耐压强度为112.41 MPa。