关键词： 复合材料   无损检测   超声检测与评估   θ-界面胶接结构   非对称频率超声   胶接界面行为   脱粘  

摘要： 胶接是复合材料中一种重要的连接形式，胶接界面质量好坏影响复合材料结构的整体性能，通常需要对胶接界面进行100%无损检测，垂直入射超声纵波反射法是一种有效的检测方法，但当胶接界面与零件表面呈现一定的夹角θ，形成θ-胶接界面时，因得不到理想的超声入射界面，会导致复合材料结构中θ-胶接界面超声检测与缺陷评估变得困难。针对碳纤维树脂基复合材料层压结构中θ-胶接界面检测，研究了一种非对称频超声(Asymmetric-frequency ultrasonic，AU)检测方法，构建了不同频率模式的超声检测系统，设计制备了复合材料结构θ-胶接界面试件，研究了不同频率模式超声波在θ-胶接界面区产生的超声信号时域行为和断面成像特征。实验结果表明：在AU模式下，回波信号质量、时域可分辨性均比对称频率超声(Symmetric-frequency ultrasonic，SU)方法明显好，AU断面成像质量、空间分辨率明显得到改善；根据成像灰度分布特征，可以非常有效地识别出θ-胶接界面区及其大小、θ-胶接界面区形貌特征、θ-胶接界面及其界面脱粘、θ-胶接界面区厚度、θ-胶接界面区周围的几何特征变化等界面行为；对于4.5 mm厚复合材料试件，局部厚度评估结果与实际机械测量厚度4.60mm（均值）相差小至0.10mm，倾斜的θ-胶接连接界面对脱粘的检出能力没有影响，从而为复合材料结构中θ-胶接界面及冲击凹坑提供了一种非常有效的无损表征和缺陷评估方法，取得了很好的实际检测应用效果。

关键词： 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维   单组分水性环氧树脂   耐高低温   储存稳定性  

摘要： 合成了一种适用于超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）无纬布的单组分水性环氧树脂（WER），采用缠绕-复合-热压工艺制备单向UD正交结构的无纬布及复合板材。研究了环氧树脂的耐高低温及老化性能、WER基UHMWPE无纬布在加速老化试验下的储存稳定性、复合材料板材在不同温度下的力学性能及弹道极限V50值。结果表明，环氧树脂具有较好的耐高低温性能，其拉伸剪切强度在80℃下还能维持在一个较高的水平，且在低温-40℃下，性能与常温状态相比并无下降；通过加速老化实验模拟和阿伦尼乌斯公式计算，环氧树脂在23℃环境中约279天才会出现性能衰减；WER基无纬布具有较好的储存稳定性，能在23℃环境中约117天保证性能不衰减；通过V50来评价材料在高低温环境中的防弹性能，WER基复合材料经过400h的双85老化后防弹性能几乎没有变化。

关键词： UiO-66   重金属离子   复合材料   DFT  

摘要： UiO-66系列材料在吸附重金属离子中具有优异的性能，阐述了UiO-66基复合材料的合成策略和吸附性能影响因素，总结密度泛函理论（DFT）计算在揭示UiO-66吸附重金属离子中的相互作用机理，提出UiO-66基复合材料在水处理中的应用挑战和未来前景。

关键词： T700/BP9916   湿热老化   开孔压缩   力学性能   有限元分析模拟  

摘要： 湿热环境常导致树脂基复合材料的力学性能出现明显下降。对T700/BP9916树脂基复合材料开孔板进行湿热老化实验，并对老化前后的试样进行压缩实验，得到相应的开孔压缩强度。通过ABAQUS有限元软件模拟试样湿热后残余应力分布，并基于复合材料的吸湿膨胀行为和性能与吸湿率的线性关系对吸湿前后的开孔压缩实验进行模拟计算。结果表明：T700/BP9916材料的吸湿过程表现出典型的菲克扩散行为，湿热后开孔压缩最大载荷下降幅约5%。湿热后复合材料的内部应力数值较小，对强度无实际影响。FEM模拟得到的吸湿相对质量-时间曲线与实验曲线吻合性较好，室温环境下开孔压缩最大载荷模拟计算值与实验值的相对误差仅为0.88%，湿热环境下相对误差为6.21%，误差增加原因为模拟计算过程中仅考虑湿热效应与材料性能的线性下降关系。

关键词： 碳纤维复合材料   静电纺丝   微观形貌   层间断裂韧性   内聚力单元  

摘要： 碳纤维复合材料的层间脱粘会显著削弱其结构的整体性能，因此，提升层间断裂韧性成为了当下研究的重点。采用静电纺丝技术，通过调控环境湿度实现了聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维膜微观形貌的可控制备，同时改变了纤维表面的润湿性及其与树脂的结合能力。将纤维膜作为插层引入层压板中，采用手糊-真空热压工艺制备PVDF纤维膜增强碳纤维/环氧树脂复合材料层压板。结果表明：在30%相对湿度（RH）条件下制备的纤维表面光滑致密，与树脂的结合能力较差，导致界面强度较低，使层压板I型层间断裂韧性(GIC)仅提升5.6%。随着湿度升高，GIC呈波动变化，先升高至60%RH后下降，随后再次上升，在90%RH时达到最大提升幅度，使GIC显著提高至0.901 kJ/m2，较对照样提升81%，这一提升得益于纤维表面类似砂纸般的粗糙结构，促进了树脂与纤维的良好界面作用。并通过基于内聚力单元模型的有限元方法对层间断裂行为进行数值模拟，参数表明层压板的界面剪切强度得到了提高，进一步验证了纤维形貌对于I型层间断裂韧性的影响机制。

关键词： 碳纤维   复合材料   表面改性   电化学   结构-储能一体化  

摘要： 在能源危机与环境恶化的大背景下，开发轻量化材料成为能源领域研究的重点。将碳纤维复合材料同时作为结构材料和电极材料一体成型，在轻量化的同时也节省空间，有望满足现代装备对高效储能与轻量化结构的双重需求。从结构、储能及结构-储能一体化三个角度出发，对目前碳纤维复合材料的研究现状进行了综述， 重点阐述了原位生长、化学气相沉积等改性方法，总结了改性方法对力学性能及电化学性能的影响行为与机制，归纳了各自优缺点，并展望了结构-储能一体化面临的挑战及发展趋势。

关键词： 中热固相法   ZnO/Sn   复合材料   锌镍电池   电化学性能  

摘要： 利用ZnO和Sn的熔点不同，采用中热固相合成法，制备了ZnO/Sn复合材料。透射电镜（TEM）和能谱（EDS）图表明Sn附着在ZnO颗粒表面，X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）表征证实了复合材料中Sn的存在。金属Sn具有良好的导电性，循环伏安（CV）和电化学阻抗谱（EIS）测试结果表明含Sn量为3%时复合材料的电化学性能最佳。用其作为锌负极活性材料，制备的NiZn电池在循环稳定性测试中显示其最高能量密度可达176Wh/kg，2000次循环后电池仍保持174.13Wh/kg的能量密度和94.23%的库仑效率，展现出长的循环寿命。这种基于熔点差异的低温合成方法为其他功能复合材料的制备提供了新的思路。

关键词： 纹理图像生成   碳纤维复合材料   数据增强  

摘要： 针对碳纤维复合材料（Carbon Fiber-Reinforced Composites,CFRCs）铺叠质量检测过程中纹理图像数据量不足的问题,提出了周期性细粒度纹理生成网络模型（Periodic Fine-grained Texture generation Network,PFTN）及具有缺陷转移功能的DT-PFTN （Defect Transfer PFTN）网络。PFTN通过引入细粒度纹理补偿模块与可学习的周期性正弦波模块,来有效平衡纹理图像的随机性与周期性,以保证高质量、细粒度的CFRCs纹理图像生成。在此基础上,DT-PFTN通过缺陷特征的有效编码与嵌入来生成具有真实表面缺陷的纤维纹理图像。通过所提模型构建了CFRCs纹理图像数据集,包括12 480张正常的纹理图像样本和3 000张缺陷纹理图像样本。实验结果表明,PFTN和DT-PFTN模型在无缺陷数据集和缺陷数据集中均取得较好的纹理图像生成效果,SIFID（Single Image Frechet Inception Distance）(10-6)、LPIPS（Learned Perceptual Image Patch Similarity）和FID（Fréchet Inception Distance）能分别达到9、0.35和60.81。

关键词： 黄麻   粘胶   PBAT   热压工艺   包装材料  

摘要： 为开发可降解包装材料，采用可生物降解的黄麻落麻纤维与粘胶纤维混合后梳理成网，以聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）粉末作为黏合剂将纤维网热压成型，制备了可生物降解的黄麻/粘胶/PBAT复合材料，对其性能进行测试。探究原料混合比、热压参数对复合材料拉伸性能的影响，并对热压工艺进行正交试验。结果表明：热压时间15.0 s、热压温度160 ℃、热压压强7 MPa为最佳热压工艺；在该工艺下，复合材料的纵向和横向断裂强力分别为146.3 N和76.5 N，可满足购物袋包装材料的实际使用要求。认为：制备的可生物降解复合材料可应用于包装材料。

关键词： 钛酸铜锶钡   介电常数   二氧化硅   陶瓷   烧结温度  

摘要： 为探寻不同浓度二氧化硅壳层对钛酸铜锶钡陶瓷的结构和介电性能的影响，采用固相反应法制备了核壳结构（1-y）(Ba0.5Sr0.5)0.5Cu0.5TiO3@ySiO2（BSCT，y = 0，2.5%，5.0%，7.5%，10.0%，12.5%）复合陶瓷，研究了不同浓度的SiO2包覆层对BSCT陶瓷的晶相结构和介电性能的影响。XRD物相分析表明，BSCT@SiO2复合陶瓷的衍射峰相比于BSCT向右偏移，晶格常数也有所增大，这表明SiO2的引入使得晶体的平均离子半径变小，晶体结构紧致。然而当包覆层浓度进一步增大到12.5%时反而会晶格常数使降低，因为过多的SiO2会引起超过固溶极限的现象，使得溶质原子无法继续进入晶格，开始析出。介电分析表明，SiO2含量对BSCT@SiO2陶瓷的电学特性有重要影响。低频下由于离子电导、空间电荷极化及界面极化的因素，陶瓷的介电常数和损耗随频率增加快速降低。当SiO2含量为7.5%时，陶瓷表现出较高介电常数和较低低频损耗，这一变化主要源自于陶瓷的微观结构的变化。而有限元理论分析也表明优化陶瓷微观结构的均一性对于获得高性能陶瓷至关重要。