关键词： 碳纤维   产业化   复合材料   航空航天   军民两用  

摘要： 伴随着轻量化需求增加,碳纤维及其复合材料在航空航天等领域获得广泛应用,国产碳纤维产业化发展进入加速期。本文通过对国内外碳纤维产业发展现状的研究,归纳我国碳纤维产业存在的主要问题,包括质量不稳定、高端产品缺乏、产线规模小、成本高、产能利用率低、产业链不成熟以及工艺技术相对落后等工程化水平方面的差距,重点针对高端碳纤维产业化进程中的产能利用消化难、利润增长回报难、持续改进投入难、制造工艺开发难、规模化生产运营难等难点进行了总结和分析。

关键词： 软磁复合材料(SMCs)   高频损耗   表面包覆技术   制备工艺优化  

摘要： 软磁复合材料(Soft Magnetic Composites,SMCs)作为高频电力电子器件的核心材料,需同时满足高饱和磁化强度、低损耗及高频稳定性等要求,而传统软磁材料已难以适应这一需求。通过综述近年来SMCs在高性能化方向的研究进展,重点探讨表面处理、粉末优化、制备工艺创新及高频损耗机制解析等关键技术。研究表明,通过复合涂层纳米化设计(如磷酸盐/有机硅树脂包覆、六方氮化硼绝缘层)、增材制造驱动的成分调控(如中熵合金激光3D打印)、温压与低温氮化工艺优化,可显著提升SMCs的电阻率、磁导率及高频适应性。此外,多物理场耦合模型与涡流-磁滞损耗机制的深化研究为工程应用提供了理论支撑。未来需突破超薄绝缘涂层、环保制备技术及GHz频段损耗预测等挑战,以推动SMCs在5G通信、新能源等领域的更高效应用。

关键词： 磁性MOF复合材料   电解二氧化锰   电解液   絮凝剂  

摘要： 针对电解二氧化锰(EMD)生产过程中硫酸锰电解液中重金属离子、悬浮颗粒及有机杂质去除效率低的技术难题,文章设计并制备了一种基于FeCo合金纳米粒子修饰的MOF复合絮凝剂。通过溶剂热法合成了含巯基/氨基的功能化MOF,并利用表面氨基化的FeCo纳米粒子与壳聚糖的交联技术,构建了“磁响应核-吸附功能壳”结构。实验结果表明,在反应时间为55 min、反应温度为60℃、搅拌速率为350 r/min以及磁性MOF复合材料絮凝剂投加量为2.0 g/L的优化条件下,该材料表现出优异的去除效果。此外,该材料展现出良好的循环稳定性,经过6次吸附-解吸循环后,对杂质的去除率依然保持在90%以上。该研究为高性能电解液絮凝剂的设计开发提供了新的思路。

关键词： 高性能   混凝土   高吸水性树脂   纳米二氧化硅   碳化   深度   抗压强度  

摘要： 为提升高性能混凝土的抗碳化性能,采用快速碳化试验研究了高吸水性树脂和碳纳米二氧化硅掺量对混凝土碳化深度和抗压强度的影响。结果显示:1)高吸水性树脂增加了碳化深度和强度损失,并随龄期增加,累积效应显著,进一步加剧了混凝土服役后期的碳化深度;2)适量的纳米二氧化硅组合可显著降低碳化深度,并减少强度损失;3)高吸水性树脂与纳米二氧化硅组合的最佳掺量分别为0.16%、1.0%。该研究结果可为耐久性高性能混凝土配合比设计实践提供指导。

关键词： 纤维层内混杂复合材料   织物结构   峰值载荷   低速冲击  

摘要： 为了研究织物结构对碳凯夫拉纤维层内混杂复合材料的抗冲击性能的影响,利用落锤冲击试验比较了不同织物结构碳凯夫拉纤维层内混杂复合材料在低速冲击下的响应,分析了各试件响应过程、能量吸收以及宏观损伤。结果表明:低速冲击下平纹经碳纬凯夫拉(P-CC/KK)结构的峰值载荷最高,斜纹经碳纬凯夫拉(T-CC/KK)结构的挠度最大;纤维层内混杂复合材料低速冲击性能比纯碳纤维复合材料大幅提高,经碳纬凯夫拉(CC/KK)结构抗冲击性能优于碳凯夫拉交替(CK/CK)结构,平纹结构优于斜纹结构。建立了碳凯夫拉纤维层内混杂复合材料低速冲击仿真模型,可以较好地反映冲击载荷下复合材料的面内损伤。相比于纯碳纤维复合材料,碳凯夫拉纤维层内混杂复合材料在抗低速冲击方面表现优异,织物结构对碳凯夫拉纤维层内混杂复合材料低速冲击性能有较大的影响。

关键词： 微波介质陶瓷   中介电常数   复合钙钛矿   频率选择表面  

摘要： 微波介质陶瓷是电子通信领域中不可或缺的材料,尤其是在高频通信领域。因其独特的介电特性,如高相对介电常数εr、低介质损耗和接近零的谐振频率温度系数τ_(f),而被广泛应用于微波谐振器、滤波器、振荡器等微波元器件中。本研究制备了一种具有中介电常数的Ba(Nd_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)(BNN)陶瓷,通过X射线衍射(XRD)和Rietveld精修确认其为单斜晶系,空间群为C12/m1。随着烧结温度的升高,陶瓷的密度先增大后减小,其体积密度(ρobs)和相对密度(ρ_(rel))在1550℃烧结时达到最大值,分别为6.32 g/cm^(3)和98%。在1525℃烧结时,陶瓷展现出最佳的微波介电性能:εr=38.44,品质因数Q×f=25400 GHz,τ_(f)=–6×10^(–6)℃^(–1)。值得注意的是,与文献研究报道的11700 GHz相比,本研究制备的BNN陶瓷的Q×f提升了117%,这表明BNN陶瓷的微波介电性能可能因测试方法、原料性质及制备工艺等因素而被低估。此外,利用这种陶瓷材料设计并仿真了一款全介质频率选择表面(Frequency Selective Surface FSS),其相对带宽约为23.3%,显示出优异的选频性能。BNN陶瓷的上述特性不仅显示了其在微波介质陶瓷材料中的潜力,而且其在FSS仿真中的出色表现也进一步被证实是一种被低估的微波介质陶瓷材料。

关键词： 碳量子点   复合材料   制备   光电催化   生物医学  

摘要： 【目的】梳理碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)基复合材料的制备方法及研究进展。【研究现状】总结CQDs复合材料的制备方法,如化学消融法、电化学碳化法、激光烧蚀法、微波辐射法和水热合成法;概括CQDs复合材料在CO_(2)还原有机污染降解、生物医学、光电催化和传感器等方面的应用。【结论与展望】指出CQDs作为一种环保、高效的功能材料,合成技术的精细调控、发光机制的深入研究是未来的主要方向。

关键词： Zr-MOF   CeO_(2)   有机涂层   镀锌钢板   腐蚀与防护  

摘要： 以Ce(NO_(3))3作为铈源,通过水热合成法在Zr-MOF材料上合成了CeO_(2)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅立叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪及比表面积分析仪等对复合材料的微观形貌、组织结构和表面元素组成进行分析。将CeO_(2)@Zr-MOF作为填料在不同比例下加入环氧树脂涂层中,通过电化学测试、盐雾测试、硬度测试、附着力测试和接触角测试等技术探究涂层的力学性能、疏水性、保护性能和保护机制。结果表明CeO_(2)成功负载于Zr-MOF上,制备的CeO_(2)@Zr-MOF形貌规整,颗粒均匀分布,粒径在200 nm左右,具有均匀且致密的孔结构,孔径主要分布在5~20 nm之间,颗粒平均比表面积为99.480 m2/g。CeO_(2)@Zr-MOF环氧树脂涂层硬度为11HV左右,较纯环氧树脂涂层提高了111.5%左右。涂层附着力为3 MPa左右,较纯环氧树脂涂层提升了18%左右。接触角为70°左右,较纯环氧树脂涂层提升了12°~14°。电化学测试结果表明添加CeO_(2)@Zr-MOF后的环氧树脂涂层防腐性能明显优于纯环氧树脂涂层。其中添加1%CeO_(2)@Zr-MOF的环氧树脂涂层在浸泡60 d后低频(0.01 Hz)阻抗模值为5.49×10^(10)Ω·cm^(2),比纯环氧树脂涂层高出3个数量级,并且经过400 h的盐雾实验后涂层划痕处几乎没有腐蚀痕迹,表现出对锌镁铝镀层钢板良好的腐蚀防护性能。

关键词： 熔盐法   β-Si_(3)N_(4)晶须   铜基复合材料   界面   力学性能  

摘要： β-Si_(3)N_(4)晶须具有优异的力学和物理性能,其增强的铜基复合材料由于具有强度高、硬度大、耐磨性好、热膨胀系数小等优势在机械领域广泛应用。为进一步提升铜基体与β-Si_(3)N_(4)晶须的界面结合强度以及复合材料性能,本工作采用熔盐法与热压烧结法相结合,成功制备了TiN包覆β-Si_(3)N_(4)晶须增强铜基复合材料(TiN@β-Si_(3)N_(4)w/Cu)。研究了TiN@β-Si_(3)N_(4)w/Cu复合材料的微观结构以及晶须与铜基体之间的界面结构,探讨了不同钛含量对复合材料相对密度和力学性能的影响。实验结果表明,盐浴处理后,β-Si_(3)N_(4)晶须表面原位生成的TiN镀层有效解决了晶须易团聚的问题,显著改善了晶须与铜基体之间的润湿性,从而增强了界面结合强度。同时,TiN镀层对复合材料的相对密度和力学性能具有显著的提升作用。与未包覆的β-Si_(3)N_(4)晶须增强铜基复合材料相比,当钛含量为5wt%、β-Si_(3)N_(4)晶须含量为10vol%时,TiN@β-Si_(3)N_(4)w/Cu复合材料表现出最优的综合性能:相对密度达到98.46%,维氏硬度和抗弯强度分别提升至93.1HV和345.7 MPa,较未包覆样品分别提高了28.6%和28.5%。

关键词： 硅橡胶/纤维复合材料   动态力学性能   霍普金森压杆技术   抗冲击性能   能量吸收能力  

摘要： 应用霍普金森压杆技术研究了硅橡胶/纤维复合材料在不同应变率下的动态力学性能。结果表明,气压与应变率基本呈线性关系,入射波应变和反射波应变叠加后的波形与透射波应变的波形一致,证明复合材料处于动态应力平衡状态,在加载过程中可保持应力平衡;复合材料的应力和能量吸收能力均随着应变率的增加而增大,应力-应变曲线和动态模量具有显著的应变率效应。