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期刊信息/Journal information
复合材料学报
复合材料学报

益小苏

双月刊

1000-3851

010-82316907（7099）

100191

北京海淀区学院路37号

复合材料学报/Journal Acta Materiae Compositae SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《复合材料学报》为北京航空航天大学和中国复合材料学会主办的学术性科技期刊（双月刊，～180页/期）。本刊主要刊载我国复合材料基础研究和应用研究方面具有创造性、高水平和具有重要意义的最新研究成果的论文。刊载范围:纤维或颗粒增强聚合物基、金属基、陶瓷基等复合材料（包括：结构、功能、生物医用、电子、建筑等复合材料）的制备、性能、设计等，以促进国内外复合材料研究领域的学术交流及先进复合材料的推广应用。　 《复合材料学报》是美国工程索引《Ei》的核心检索收录刊，同时也是美国化学文摘《CA》、苏联《文摘杂志》、美国应用力学评论《Appl.Mech.Rev.》、剑桥科学文摘（工程类）《CSA2》、国际航宇文摘《IAA》、美国金属文摘《Metal Abstracts》等国际检索系统用刊。在中文数据库中，复合材料学报是《中国期刊网全文收录数据库》和《万方数据库》的收录期刊，并入选为500种“中国科技期刊精品数据库”期刊。经过复合材料领域专家、作者及编辑部的共同努力，学报的出版时滞不断缩短(从投稿到刊出在12个月内)，影响因子逐年提高，据中国科技信息研究所最新统计(2005年)，复合材料学报2004年度影响因子为0.818。
正式出版
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    钢管约束竹-混凝土组合柱轴压力学性能

    韦宝幸魏洋王高飞邢泽...
    3115-3128页
    查看更多>>摘要：将轻质高强的重组竹埋入钢管混凝土柱(CFST)的核心形成钢管约束竹-混凝土组合柱(BCFST),期望利用钢管的约束作用充分发挥重组竹的抗压强度并延缓其劈裂破坏.为研究BCFSTs的轴压性能,在 3组BCFSTs轴压试验的基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了相应的模型进行了非线性有限元分析.通过比对试件的破坏形式、荷载-位移曲线等结果,验证了有限元模型的可靠性与适用性;基于验证后的有限元模型,对重组竹尺寸和钢管径厚比两个关键设计变量进行参数化分析.结果表明:在相同钢管壁厚的钢管混凝土柱中,增大重组竹截面尺寸可以抑制荷载-位移曲线峰值点后的下降过程,BCFSTs的峰值承载力相较于CFST的提升范围均在 8%以上,最大提升 16%;试件的极限荷载呈现明显增长趋势,BCFSTs的极限承载力相较于CFST的最大提升可达到 33.2%.钢管壁厚的增加使重组竹和混凝土受到的环向约束增强,核心截面强度得以提高,钢管壁厚由4.5 mm变化为6.0 mm时,试件极限荷载最大提升18.2%.

    钢管混凝土柱组合柱重组竹约束竹-混凝土有限元模型轴压承载力

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    预制UHPC-RAC组合短柱轴压性能

    秦朝刚杜锦霖
    3129-3142页
    查看更多>>摘要：将优势互补的超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)和再生混凝土(Recycled aggregate concrete,RAC)组合设计为预制UHPC-RAC组合柱.以箍筋位置、UHPC壁厚和UHPC-RAC结合面粗糙度为参数,设计制作了 7个预制UHPC-RAC组合短柱,通过轴压试验,分析了破坏形态、材料应变、荷载-位移曲线、承载力、泊松比和损伤等性能参数.结果表明:预制UHPC-RAC组合短柱改善了RAC短柱的破坏形态,因外围UHPC与箍筋形成组合作用对内部RAC约束效果的不同,分为强约束的剪切压溃破坏和弱约束的外壁UHPC劈裂破坏;配箍UHPC及其厚度的增加,增强了外围UHPC的约束作用,提高了预制UHPC-RAC组合短柱的轴压刚度和受压承载力,最大可提升 93.3%和 97.4%,降低了泊松比和损伤指数,其中泊松比的变化范围为 0.26～0.18;UHPC-RAC结合面粗糙度对轴压性能呈现有利影响但差异较小.强约束效果保证了高性能材料力学性能的发挥,采用叠加原理,建立了可准确计算强约束预制UHPC-RAC组合柱的受压承载力计算公式,并提出了预制UHPC-RAC组合短柱的设计要求,提升材料的利用率.

    超高性能混凝土再生混凝土预制组合短柱约束作用轴压性能受压承载力

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    高温前后再生砖骨料地聚物混凝土受压本构模型

    王怀亮欧睿
    3143-3153页
    查看更多>>摘要：再生砖骨料地聚物混凝土(RBGC)是一种极具潜力的可持续建筑材料,但高温前后RBGC性能的相关研究较少.本文首先探究了胶凝材料用量和粗骨料类型对地聚物混凝土轴压本构模型的影响,发现随着胶凝材料的增加,RBGC抗压强度、劈拉强度、弹性模量和峰值压应变的变化幅度均小于普通骨料地聚物混凝土(NAGC),RBGC的应力-应变曲线上升段线性段更长,下降段应力下降速度更快.其次研究了高温后RBGC和NAGC的力学性能,800℃时,RBGC强度和刚度损失分别比NAGC小 22.1%和 18.3%,发现RBGC表现出更好的耐高温性能,两种混凝土力学性能指标的计算应采用不同的模型.这是由于砖骨料温度膨胀系数接近地聚物砂浆,且高温下RBGC内部温度梯度小.最后,通过修正下降段形状参数,确定了高温前后RBGC和NAGC的应力-应变关系模型,模型与试验结果吻合较好.

    再生砖骨料地聚物混凝土高温应力-应变曲线本构模型

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    界面剂对全轻陶粒混凝土与普通混凝土粘结界面力学性能的影响

    朱红兵付正昊王烨陈经毅...
    3154-3167页
    查看更多>>摘要：制备了 5种粘结界面的全轻陶粒混凝土与普通混凝土粘结试件,通过劈裂抗拉、剪切和弯曲等力学试验及SEM测试,探究界面剂对全轻陶粒混凝土与普通混凝土粘结界面力学性能的影响.力学试验结果表明:涂抹界面剂可有效改善界面区结构,大幅提高界面力学性能;环氧树脂界面剂是改善界面劈裂抗拉强度和抗折强度的最优界面剂,强度值分别可提升 56.5%和 38.3%;聚合物类胶浆界面剂对界面抗剪强度的提升效果最为明显,可提升 71.2%;涂抹水泥净浆界面的力学性能也能满足行业标准要求,硅灰水泥净浆作为界面剂较水泥净浆更优;界面剂对力学指标的影响程度从强到弱依次为劈裂抗拉强度、抗折强度和抗剪强度.建立了以全轻陶粒混凝土力学指标为基础、考虑界面剂影响的新老混凝土界面力学强度计算公式.SEM测试从微观层面较好地解释了力学性能测试结论:涂抹界面剂能减小新老混凝土间的微观裂缝宽度,以环氧树脂界面剂和聚合物类胶浆的效果较明显;涂抹界面剂可有效降低界面过渡区的孔隙率,孔隙率下降幅度为46.44%～60.81%.研究结论对混凝土结构加固界面处理具有参考价值.

    界面剂全轻陶粒混凝土普通混凝土界面劈裂抗拉强度界面抗剪强度界面抗折强度微观结构

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    基于力学性能和结晶行为探究不同成核剂对聚乳酸性能影响

    吕超罗书品郭文静
    3168-3181页
    查看更多>>摘要：探究杨木纤维作为一种生物基成核剂对聚乳酸(PLA)力学和结晶性能的影响,并与常用的成核剂滑石粉和酰肼化合物对比.分别将杨木纤维(WF)(0.5wt%、1wt%、2wt%、4wt%)、滑石粉(Talc)(1wt%、2wt%、4wt%、8wt%)和酰肼化合物(TMC-300)(0.3wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%)在不同含量条件下与PLA进行熔融共混挤出、模压制备复合材料,基于力学性能确定每种成核剂在PLA中的较优添加量,并进一步在较优添加量条件下研究 3种成核剂对PLA结晶性能的影响,包括结晶行为、晶体形貌和结构.3种成核剂均能提高PLA的缺口冲击强度,与成核剂Talc和TMC-300相比,添加WF对PLA的拉伸性能和弯曲性能改善效果更为显著,在WF较优添加量条件下(1wt%),复合材料的断裂伸长率、拉伸强度和弯曲强度与纯PLA相比分别提高了 27%、17%和 18%.采用差示扫描量热法比较 3 种成核剂对PLA的结晶行为影响,结果表明添加1wt%WF提高了PLA非等温结晶的结晶度,但低于添加 1wt%Talc和 0.5wt%TMC-300的复合材料结晶度.根据等温结晶动力学分析,WF可以缩短PLA在等温结晶过程的半结晶时间,加快PLA的结晶速率,添加1wt%WF、1wt%Talc和 0.5wt%TMC-300后PLA在 110℃等温结晶的半结晶时间从 23.6 min分别降低至 7.2、2.7和 1.4 min.热台-偏光显微镜观察结果表明,不同成核剂诱导PLA在 110℃等温结晶时的晶体形貌不同,WF、Talc为PLA结晶提供了大量成核位点,促进PLA晶粒微细化,而TMC-300诱导PLA产生纤维束状晶体且结晶速率明显加快,这与等温结晶动力学分析结果一致.蚀刻后的冲击断面形貌也表明,不同形貌的晶体堆积是复合材料的力学性能存在差异的原因之一.X射线衍射结果表明,3种成核剂均能促进PLA产生有序的α晶,其中添加WF时α(110)/(200)晶的衍射峰强度最高,同时WF能显著降低PLA的晶粒尺寸.杨木纤维可以作为PLA的一种生物基成核剂,具有增强和成核的双重作用.本文为进一步优化WF对PLA的成核作用提供基础,也为促进木塑复合材料的绿色发展提供借鉴.

    生物质纤维聚乳酸成核剂生物基复合材料力学性能结晶行为

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    粒径可控型中空介孔SiO2基纳米药物载体材料的设计与性能

    尹城武陈雨鑫王钰杰朱德会...
    3182-3192页
    查看更多>>摘要：本文以聚丙烯酸(PAA)、正硅酸乙酯(TEOS)、硅烷偶联剂Si-69为主要原料,异硫氰酸荧光素(FITC)为荧光剂,利用自模板法制备具有荧光标记的中空介孔SiO2 纳米载体(HMSNs-69-FITC).通过FTIR、DLS、BET、Raman和TEM对纳米载体的结构、粒径进行测定,用紫外分光光度计和TEM对其还原敏感性能进行表征,用溶剂挥发法负载索拉非尼(SOR),并计算其负载效率.研究结果表明:调控PAA的量可以实现HMSNs在 28～380 nm范围内粒径可控,其中,0.024 g/mL PAA、平均粒径 100 nm的HMSNs稳定性能优良,HMSNS-69-FITC对SOR的负载效率为 280.0 μg/mg,在含有 0.0083 g/mL二硫苏糖醇(DTT)的磷酸缓冲盐溶液(PBS)溶液中,48 h累计释放率约为 82.4%;而无DTT时,48 h累计释放率约为 25.1%,该载体具有二硫键还原敏感性.此工作有助于推动粒径可控的、还原敏感型SiO2 纳米载体领域的研究.

    二硫键还原敏感型纳米药物载体材料粒径可控中空介孔SiO2聚丙烯酸功能化修饰

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    木质纤维素网络离子热电凝胶的制备与性能

    官继伦李雯静方华扬程芳超...
    3193-3201页
    查看更多>>摘要：热电材料可实现热能直接转换为电能,在生活和工业废热再利用方面得到越来越多的应用.然而,传统的无机热电材料存在热功率(或Seebeck系数)低和导热率高的问题,在低品位废热(<130℃)收集方面不具备优势.利用离子热扩散效应(Soret效应),以纤维素作为网络、聚乙烯醇(PVA)为电解质基质,用简单的注射器注射法制备了纤维素网络离子热电凝胶,并研究了不同含量的NaOH、LiOH作为离子供体的热电性能差异.采用FTIR光谱对材料内部基团进行表征,同时自制的热电测试装置证明了其较高的热功率.研究结果表明木质纤维素网络的加入使离子电导率达到 3.31 mS·cm-1,相比纯PVA离子凝胶提升了 98.2%.同时,纤维素的加入降低了热导率,使其在人体体温和26℃室温的温差中保持上下面温差恒定较长时间.在2℃温差下离子Seebeck系数达到+12 mV·K-1.该研究提出了一种具有成本效益且环保的低品位废热再利用方案,对人类社会的可持续发展具有较大意义.

    纤维素网络离子热电离子电导率离子选择性迁移木质纤维素热电凝胶

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    高抗菌聚乳酸纳纤膜制备及其高效低阻滤除细微颗粒物性能

    李峰江亮李晓鹏唐梦珂...
    3202-3214页
    查看更多>>摘要：工业生产过程中所产生的细微颗粒物(PMs)对人体健康构成了严重威胁,是引起工作职业病的主要危害之一.当下传统面罩过滤效果不佳、呼吸阻力高、容尘量低、不易降解及抗菌效果不明显,为此,开发了一种环境友好型高效低阻的聚乳酸(PLA)抗菌可降解纳米过滤膜.通过微波辅助合成方法在碳纳米管(CNT)上诱导沸石咪唑酯框架-8(ZIF-8)生长,成功合成了结构规整、比表面积大的纳米杂化结构CNT@ZIF-8.基于静电纺-电喷技术将CNT@ZIF-8成功嵌入到PLA纤维上,通过调控CNT@ZIF-8的质量比,制备了不同纤维直径的聚乳酸复合纳纤膜(CNT@ZIF/PLA),探讨了在不同流速下CNT@ZIF/PLA纳纤膜的过滤性能以及空气阻力,系统研究了不同 CNT@ZIF-8质量比对纳纤膜力学性能以及抗菌性能的影响.结果表明:CNT@ZIF/PLA纳纤膜相较于Pure PLA纳纤膜拉伸强度最高增幅达 47%(18.5 MPa),断裂韧性提升 100%(2.9 MJ/m3).随着CNT@ZIF-8质量比的增加,空气阻力逐渐降低,当测试流速在32 L/min时,12%CNT@ZIF/PLA纳纤膜的空气阻力仅为 82.6 Pa,较Pure PLA纳纤膜减小了 45.1%,且经过 180 min长时间过滤测试,对PMs的过滤效率无明显变化.在测试流速在 85 L/min时,CNT@ZIF/PLA纳纤膜对PM0.3 的过滤效率均高达 89%以上.并且经过太阳光模拟器照射5 min后,对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌抗菌效率均达到100%.

    环境友好可降解纳纤膜高效低阻空气过滤抗菌

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    氯盐侵蚀环境下液体橡胶改性CFRP-钢界面耐久性

    庞育阳吕远晨王强
    3215-3227页
    查看更多>>摘要：设计了 54个碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-钢双搭接试件,研究了液体橡胶改性剂掺量和腐蚀龄期对CFRP-钢改性界面在高温水浴和常温干湿循环两种氯盐侵蚀作用后力学性能的影响.结果表明:在高温水浴及常温干湿循环作用下未改性试件分别呈现CFRP层间剥离破坏和钢/粘结剂界面剥离破坏,而液体橡胶改性试件可将破坏模式转变为粘结剂内聚破坏,其中 10wt%液体橡胶提升界面耐久性效果最优,在高温水浴和常温干湿循环氯盐侵蚀 180天后,试件极限荷载保留率相较未改性试件分别提升了 28.11%和 29.94%.基于试验结果,建立了适用于两种氯盐侵蚀环境下的改性界面粘结-滑移模型,模型预测结果与试验结果吻合较好.

    氯盐侵蚀液体橡胶改性CFRP加固钢板粘结-滑移关系耐久性

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    陶瓷防弹板在多发打击下的损伤累积模拟与残余性能评估

    何成龙霍子怡刘亚青杨可谞...
    3228-3238页
    查看更多>>摘要：陶瓷/纤维材料复合防弹板广泛应用于单兵防护装备,研究其抗多发冲击性能对于减少士兵伤亡有重要意义.基于 53式 7.62 mm穿燃弹冲击 SiC/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)防弹板工况,利用数值模拟方法对多次冲击下防弹板的破坏分布和残余抗弹性能进行分析.利用陶瓷、纤维破坏及粘结面剥离程度表征整板损伤,并建立不同损伤区域下防弹板残余性能的分布规律.结果表明:第一次冲击下,防弹板损伤半径(R)为 30 mm,当R<15 mm时,损伤(D)>0.6,靶板无法抵御第二发子弹冲击;两次冲击下,两发子弹间距(ΔL)<50 mm时,中间破坏区损伤有明显累加现象,当ΔL>50 mm时,损伤累加效应不显著.将防弹板以5 mm×5 mm网格离散,得到不同损伤面积占比,得出在两次冲击下整板穿透概率为 0.94%.3次冲击下的整板穿透概率与第二次冲击位置有关,且当ΔL=20 mm时,3次冲击下整板穿透概率达到1.94%.

    陶瓷/纤维防弹板破坏特性有限元分析着弹点抗多发弹

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