关键词： 石墨相氮化碳   模板法   异质结   光催化降解  

摘要： 石墨相氮化碳(g-C3N4)稳定性好，还能够吸收可见光，这预示着其在光催化反应领域有着很好的应用前景。实验合成了几种以g-C3N4为基体的光催化剂，利用SEM、XRD、UV-vis、XPS和PL等对其进行了表征分析。以罗丹明B(Rh B)为降解底物，在模拟太阳光下分别考察各催化剂样品的光催化降解活性。结果表明，以二氧化硅为模板法制备的石墨相氮化碳(CN)的比表面积最大可达196 m2·g-1，以原位生长法制备的5%CdS/5%ZnS/CN异质结光催化剂(Cd/Zn/CN)对Rh B的降解效率最高，40 min可达91%以上，80 min达到了98.4%，具有显著的光催化活性。循环实验表明，Cd/Zn/CN仍具有良好的光催化活性，稳定性良好。

关键词： 镁基复合材料   SiC   Orawan强化   热错配强化   熔体浸渗法  

摘要： 镁基复合材料具有优异的综合性能，如低密度、高比强度和高比模量，被广泛应用于各个行业并对其开展了深度的研究。本文主要综述了增强体SiC对镁基复合材料的强化机制及研究进展，发现SiC能有效地平衡传统镁基复合材料中强度与塑性之间的矛盾关系，对镁基复合材料起到良好的增强效果。通过综述分析，SiC对镁基复合材料的强化方式主要有Orawan强化、细晶强化、热错配强化和载荷转移强化等；同时增强体颗粒的大小及分布情况对镁合金的强化起决定性作用并决定了强化方式，如颗粒增强体的添加量为1%时，对于多数镁合金来说效果最优；如微米和纳米尺度的SiC更能有效增强镁基复合材料的力学性能。而要获得优异的SiC镁基复合材料，当前最好的方法有熔体浸渗法、粉末冶金法、搅拌法以及高能超声处理法。纳米SiC增强体在镁基复合材料中的应用属于一项前沿的研究课题，通过精心的设计和制备，有望提高镁基复合材料的力学性能、耐磨性能和耐腐蚀性能，从而在航空航天、汽车和电子等领域具有广阔的应用前景。

关键词： Cu基复合材料   碳化聚合物点   原位   电导率   力学性能  

摘要： 为了有效解决碳纳米材料在Cu基复合材料中的难分散性以及碳纳米材料与Cu之间的界面结合力差的问题，本研究通过原位反应结合粉末冶金方法成功制备了碳化聚合物点（Carbonized Polymer Dot，CPD）/Cu基复合材料。结果表明，随着前驱体含量增加，CPD的生成量增加；复合材料经烧结后，CPD以纳米团簇的形式且呈核壳结构均匀分布在Cu基体晶界处和晶粒内部；CPD团簇的外壳部分是CPD-Cu的界面，界面无孔洞及杂质，连接良好；随着CPD生成量增加，CPD/Cu基复合材料的电导率略下降，但均保持在94.4%IACS以上，维氏硬度增加，抗拉强度提高。当柠檬酸添加量为9.00 g、尿素添加量为2.00 g时，制备的CPD/Cu基复合材料最大抗拉强度为291.7 MPa，远高于纯Cu的最大抗拉强度（214.1 MPa）。该研究结果为开发新型综合性能优异的CPD/Cu基复合材料提供了新思路。

关键词： SiC纤维   钛基复合材料   疲劳断裂机理   裂纹扩展   纤维桥接  

摘要： 纤维增强钛基复合材料因其具有较高的比强度和比模量，同时具有良好的耐高温性能，被广泛应用于航空涡轮发动机叶环等结构件。由于其断裂失效形式比较复杂，为了探究其疲劳失效机制，本文利用疲劳试验机对SiCf/TC17复合材料开展了室温疲劳实验，通过扫描电子显微镜观察了SiCf/TC17复合材料的断裂行为，研究了连续SiC纤维增强TC17合金复合材料的疲劳性能，分析了SiCf/TC17复合材料在交变载荷下的疲劳断裂机理。研究结果表明：SiCf/TC17复合材料的疲劳寿命波动较大。在室温交变载荷条件下，SiCf/TC17复合材料疲劳裂纹萌生于试样TC17合金包套的次表层处，且为多个疲劳源；随着疲劳裂纹向前扩展，在疲劳裂纹扩展区呈现疲劳条带及二次裂纹，在扩展过程中，当裂纹前端遇到SiC纤维时，在SiCf/基体界面发生偏转和界面脱粘，裂纹绕过纤维继续在基体中扩展，产生纤维桥接效应，纤维分担了基体中的载荷，有利于复合材料的抗疲劳性能；在疲劳后期的瞬断区，TC17合金基体发生塑性变形，SiC纤维发生断裂，脱粘的纤维呈拔出形态，复合材料完全断裂失效。本文的研究结果，可为SiCf/TC17复合材料设计与工艺优化提供指导和依据。

关键词： 复合材料   薄壁结构   ABD矩阵   有限元分析  

摘要： 复合材料薄壁带簧结构广泛应用于航空航天领域，开展复合材料层合板刚度特性和薄壁带簧结构折叠行为的研究具有重要工程价值。首先，基于经典层合板理论，推导描述复合材料层合板刚度特性的ABD矩阵的理论计算方法。随后在此基础上，采用商用有限元软件ABAQUS建立复合材料层合板代表性体积单元，通过施加周期性边界条件模拟无限大的复合材料层合板结构。根据推导的ABD矩阵计算公式，向代表性体积单元施加不同的载荷，结合均匀化理论依次获取ABD矩阵内各元素数值。最终建立了复合材料层合板ABD矩阵的有限元快速计算方法，实现任意铺层顺序、铺层角度下ABD矩阵的快速获取，且计算结果与理论计算结果一致。在获取复合材料层合板刚度特性后，开展带簧结构折叠行为数值模拟研究，探究使用ABAQUS中Static General，Dynamic Implicit两种隐式求解器和Dynamic Explicit显式求解器对复合材料薄壁带簧结构大变形弯曲折叠过程力学响应的影响。结果表明两种隐式求解器和显式求解器均能获取较好的数值模拟结果，复合材料薄壁带簧结构力学响应与实验结果吻合。但其中显式求解方法不需要迭代和收敛准则，避免了大变形等非线性因素下计算收敛困难等问题，对于复合材料薄壁带簧弯曲、折叠等过程的数值模拟更具优势。

关键词： 复合材料   改性竹纤维   聚乳酸   界面相容性   草莓包装  

摘要： 随着绿色环保意识的增强，可降解植物纤维/高分子复合材料的食品包装受到广泛关注。然而亲水性竹纤维（bamboo fiber，BF）与疏水性聚乳酸（hydrophobic polylactic acid，PLA）之间的界面不相容性削弱了BF在复合材料中的力学增强效果，因此复合材料的界面调控尤为重要。该文探究了氧化石墨烯（graphene oxide，GO）改性BF对PLA基复合材料性能的影响，并将该PLA基复合材料作为草莓托盘包装，研究其对草莓贮藏品质的影响。结果表明，纤维的加入可提高复合材料的模量，其中GOBF/PLA的改善效果最显著（较纯PLA，GOBF/PLA的弯曲和拉伸模量分别提高了16.39%和35.90%）。GOBF/PLA具有更高的玻璃化转变温度，呈现出较好的界面结合性能。与BF相比，GOBF的异相成核能力更强，促使GOBF/PLA具有更低的冷结晶温度和更高的结晶度。SEM结果显示，BF/PLA弯曲断面有大量孔洞和微裂缝，GOBF/PLA的则仅有少量微裂缝。亲水性纤维的加入降低了复合材料的强度和憎水性，但与BF相比，GOBF对材料强度和憎水性的影响较小。草莓贮藏结果显示，GOBF/PLA可显著降低草莓果实的腐烂率，且延缓贮藏后期草莓果实可滴定酸含量的下降，对草莓果实具有更好的保鲜效果。综上，本研究可为一次性使用、绿色环保果蔬托盘的开发和应用提供参考。

关键词： 复合材料层合板   失效分析   屈曲   首层失效   压剪载荷  

摘要： 复合材料层合薄板是飞行器中的重要承载结构，在压剪载荷作用下会发生屈曲或静力失效。采用复合材料层合板线性屈曲和首层失效的理论分析方法，对碳纤维/环氧树脂层合板在不同载荷比、边长比、边长厚度比和铺层角度下开展失效分析，得到两种失效出现的顺序和失效载荷的变化情况。结果表明:在不同的压剪载荷比下，层合板屈曲和首层失效发生的顺序不同；两种失效发生的载荷比范围会受到层合板边长比、边长厚度比和铺层角度的影响；屈曲模态主要受到载荷比、边长比和铺层角度的影响，首层失效模式主要受到载荷比和铺层角度的影响。

关键词： 连续碳纤维复合材料   3D打印   翘曲变形   冷却模型  

摘要： 为探究3D打印连续碳纤维复合材料（continuous carbon fiber reinforced composites， C-CFRP）动态冷却行为以及翘曲变形行为，本文首先针对3D打印C-CFRP复材丝，建立了虑及材料物性及打印参数的冷却模型，采用热电偶、热成像仪监测了不同打印参数下复材丝温度随时间的变化，并与冷却模型计算值进行了验证，误差最小为11%。然后针对3D打印C-CFRP薄片件，探究了不同打印参数及尺寸对翘曲的影响，并分别采用热电偶、三坐标测量仪进行了成型过程温度动态变化以及翘曲度的测试。结果表明，挤出丝材高于玻璃化温度时间与打印温度、层厚呈正相关，与打印速度呈负相关；C-CFRP薄片件的翘曲度与层厚、长度呈正相关，与打印温度、打印速度呈负相关；本文为高精度C-CFRP 3D 打印技术的发展提供了参考。

关键词： Hot pressing  

摘要： 这项研究采用了一种新颖的循环热压技术来制造镁/铝复合材料，比热轧方法能耗更低，并且其复合材料界面比铸造方法更加用户友好，通过结合活性锌层。Mg/Al复合材料的传统界面主要由脆性相元素（β-Mg 2 Al 3和γ-Mg 17 Al 12）组成，而不是[[EQUATION]]（Al-Mg-Zn）和η（MgZn 2）为主在复合材料界面上，显着阻碍了 Mg-Al IMCS 的形成。复合材料在 Al 侧附近断裂，产生的相为 β 和[[EQUATION]]。β 会导致复合材料的脆性断裂，而[[EQUATION]]在其边界处，Zn 掺入后会导致近解离断裂。在固溶处理过程中，具有大量溶质质量分数的Al过饱和固溶体（Al SSS）出现在Al侧附近，时效后，溶质原子聚集[[EQUATION]]在晶粒边缘形成区域和η。这种现象导致晶格缺陷，导致沿晶界断裂。 © 2024, The Authors. All rights reserved.