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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
收录年代

    激光熔化沉积60wt％不同粒径WC复合NiCu合金耐磨性及电化学腐蚀性能

    方艳贾晓慧雷剑波张家奇...
    3498-3509页
    查看更多>>摘要：通过向镍铜(NiCu)合金中添加不同粒径的WC研究对涂层的微观组织、显微硬度、耐磨性和电化学腐蚀性能的影响规律,以期解决NiCu合金表面硬度较低、耐磨性较差的问题.采用激光熔化沉积技术在A3钢板表面制备了NiCu合金涂层、60wt％粗粒径WC/NiCu复合涂层和60wt％细粒径WC/NiCu复合涂层,采用扫描电子显微镜、X射线光谱仪、光学显微镜表征其样品表面形貌,用显微硬度测试计和磨损试验机测定了熔覆层的显微硬度和耐磨性能,用电化学工作站分别对NiCu合金涂层和复合涂层的电化学腐蚀性能进行测试和分析.在合适的工艺参数下,三种涂层均与基体形成了良好的冶金结合,无明显的裂纹气孔等缺陷.熔覆层的组织以等轴晶和柱状晶为主,WC的加入使晶粒尺寸明显变小.在相同工艺参数下,加入60wt％粗粒径WC、60wt％ 细粒径WC的涂层硬度分别提高了62.1％、81.1％,磨损量分别降低了84.8％、94.3％,磨损机制以磨粒磨损为主.在3.5wt％NaCl溶液中,复合涂层的自腐蚀电流密度与NiCu合金涂层相比分别降低了61％和49％.WC的加入显著提高了NiCu合金涂层的性能,细粒径WC对显微硬度、耐磨性提升效果更加明显,粗粒径WC对电化学腐蚀性能提升明显.

    激光熔化沉积镍铜合金碳化钨耐磨性能电化学腐蚀性能

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    二氧化钛陶瓷浆料的制备及其直写成型3D打印

    李西敏杨韬彭必友陈刚...
    3510-3517页
    查看更多>>摘要：直写成型技术是一种基于浆料挤出的3D打印技术,具有设备简单、投入低,可在温和条件下制备出精细复杂的三维结构的优点,在先进陶瓷制备领域潜力巨大.但直写成型技术目前面临材料缺乏、浆料制备困难等难题.为此,首先自主研发了一种基于气压式的新型直写成型3D打印机.在此基础上,以二氧化钛为原料,选用聚乙烯醇(PVA)作为流动助剂和粘结剂,制备了适用于直写成型的二氧化钛陶瓷浆料,研究了PVA含量对浆料流变行为及其直写成型可打印性的影响.在此基础上,打印加工了具有复杂形状和结构的二氧化钛制件,考察了其断面形貌、打印精度,并进一步分析了其烧结后的性能等.结果表明PVA的加入有效的降低浆料的黏度,提高其流动性,有助于其3D打印,改善了打印制件层与层之间的粘结情况,但PVA含量大于10wt％后,会导致浆料在沉积阶段出现坍塌现象.此外,PVA含量增加后,会导致烧结件硬度降低,收缩率增加.

    3D打印直写成型技术二氧化钛聚乙烯醇流变性能

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    Cr-Y共掺杂AgSnO2触头材料性能的仿真与实验

    许婧婷王景芹朱艳彩张广智...
    3518-3529页
    查看更多>>摘要：采用掺杂改性的方式改善AgSnO2复合触头材料的电性能和加工性能.基于密度泛函理论的第一性原理,对掺杂Cr-Y、Cr-Ce的SnO2超晶胞进行弹性常数的仿真计算,筛选出力学性能较好的稀土元素Y进行电性能的仿真与实验.从能带结构和态密度分析Cr、Y单掺杂和共掺杂对SnO2电子结构的影响,结果表明,掺杂后SnO2能带隙减小,电子跃迁所需能量降低.采用溶胶凝胶法制备掺杂的SnO2粉末,并应用XRD对其进行物相结构分析,验证了掺杂离子进入SnO2晶格,形成固溶体,能实现仿真建立的替代掺杂模型.采用粉末冶金法制备掺杂的AgSnO2复合触头材料,测量其密度、硬度和电导率,掺杂后AgSnO2触头材料电导率提高,其中Cr、Y共掺时物理性能最优,验证了仿真结果.使用JF04D型电接触触头材料测试系统对触头材料进行电接触性能试验,试验结果表明,掺杂Cr、Y可有效降低AgSnO2触头材料的燃弧能量,改善抗电弧侵蚀性,抑制电弧对触头的烧蚀,稳定触头材料的抗电弧侵蚀性能、抗熔焊性能.

    AgSnO2触头材料溶胶-凝胶法电接触性能燃弧能量能带结构

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    CFRP-钢层状复合结构的表面划痕损伤容限

    王斌华康思思
    3530-3541页
    查看更多>>摘要：碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-钢层状结构在实际运营过程中,脆性碳纤维层容易出现划痕等表面损伤,因此为了保障损伤后复合结构的安全运行,需要对其进行损伤容限研究.基于边界效应理论模型(Boundary effect model,BEM),建立了表面划痕损伤后的CFRP-钢层状结构三点弯曲断裂强度解析模型,并在CFRP表面分别预制了0.2 mm和0.4 mm深度的表面初始划痕缺陷,通过三点弯曲梁的成组试验验证了理论模型的可行性.研究结果表明:(1)利用金相显微镜观测了CFRP-钢层状结构三点弯曲极限荷载时的断裂特征,确定了表面划痕损伤后CFRP的结构特征参数Cch,代入解析模型获得了CFRP层的拉伸强度,并与CFRP直接拉伸试验测试的拉伸强度对比,两者偏差小于10％;(2)该解析模型为"断裂荷载=拉伸强度×等效面积"的线性方程形式,"等效面积"仅与CFRP-钢层状结构和表面裂纹的几何参数有关,因此,通过CFRP的直接拉伸强度可以预测表面损伤后CFRP-钢层状结构的断裂强度,实现损伤容限设计.

    CFRP-钢层状结构表面划痕损伤容限断裂强度解析模型

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    微热压增材制造轻质、高强度、低导热碳化硅/石墨复合材料

    吴海华贺俊超钟磊叶永盛...
    3542-3553页
    查看更多>>摘要：轻质隔热材料已在飞行器动力装置热防护系统中获得广泛应用,但现有的工艺技术难以实现高承载、轻质、隔热等多个技术目标的协同.基于微热压增材制造成形技术原理快速制备了一种轻质、高强度、低导热碳化硅/石墨复合材料.研究了不同成形密度下复合材料的抗压强度和导热系数变化规律,通过改变材料配方组成(包括热固性酚醛树脂粉末、高纯硅粉和可膨胀石墨质量分数)实现了复合材料的抗压强度和导热系数正反向调节,揭示了其内在机制.研究发现当酚醛树脂粉末、高纯硅粉、可膨胀石墨质量分数分别为30wt％、30wt％、2wt％时,所制备的碳化硅/石墨隔热复合材料兼具低密度(<1.2 g/cm3)、高抗压(>15 MPa)和低导热(<1 W/(m·K))性能,该复合材料在航空航天具有良好的应用前景.

    碳化硅/石墨隔热材料微热压增材制造导热系数抗压强度调控

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    仿贝壳TiB2/Al-Cu层状复合材料的组织及其力学性能

    林波王明辉张文馨肖华强...
    3554-3563页
    查看更多>>摘要：陶瓷增强铝基复合材料是轻量化结构件的较理想材料,但随着陶瓷增强相含量的增加,复合材料的韧性会降低,导致复合材料服役过程中安全性的下降.因此如何实现复合材料高强韧性的匹配是制备陶瓷增强铝基复合材料一直存在的难题.根据仿生学思想,采用冷冻铸造及压力浸渗技术制备了不同陶瓷初始固相含量(20vol％、30vol％、40vol％)的TiB2/Al-Cu层状复合材料.采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试研究了不同陶瓷初始固相含量对于TiB2/Al-Cu层状复合材料微观组织和力学性能的影响.实验结果表明,随着陶瓷初始固相含量的提升,复合材料中陶瓷片层厚度增加,金属片层厚度减小,复合材料的抗压强度有所提升但抗弯强度和断裂韧性下降.其中,20vol％陶瓷初始固相含量的TiB2/Al-Cu层状复合材料拥有较优的断裂韧性,达到了(20.59±1.5)MPa·m1/2;40vol％陶瓷初始固相含量制备的TiB2/Al-Cu层状复合材料拥有较优的抗压强度,达到了(670±20)MPa.这主要是因为随着复合材料中陶瓷初始固相含量的提升,层状复合材料更容易发生界面脱层,层状复合材料通过合金塑性变形等增韧效果减弱;同时,裂纹偏折、界面剥落、裂纹分支等增韧效果也降低.

    仿贝壳层状复合材料冷冻铸造压力浸渗显微组织力学性能

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    (Me1/3Hf1/3Nb1/3)B2(Me=Ti,Zr,Ta)陶瓷的制备、显微结构和力学性能

    许亮张岩张威郭伟明...
    3564-3569页
    查看更多>>摘要：以采用硼热/碳热还原反应自合成的(Me1/3Hf1/3Nb1/3)B2(Me=Ti,Zr,Ta)为原料,通过放电等离子烧结制备了(Me1/3Hf1/3Nb1/3)B2陶瓷,系统研究了其相组成、致密度、显微结构和力学性能.结果表明,(Ti1/3Hf1/3Nb1/3)B2和(Zr1/3Hf1/3Nb1/3)B2陶瓷具有较高的致密度(～98％),而(Ta1/3Hf1/3Nb1/3)B2陶瓷的致密度较低(～93％).(Ti1/3Hf1/3Nb1/3)B2的晶粒较粗,而(Zr1/3Hf1/3Nb1/3)B2和(Ta1/3Hf1/3Nb1/3)B2的晶粒相对较小,并且在(Ta1/3Hf1/3Nb1/3)B2中Nb元素出现局部偏析.(Ti1/3Hf1/3Nb1/3)B2陶瓷具有较优异的力学性能,硬度和韧性分别为(20.08±0.81)GPa和(2.52±0.15)MPa·m1/2,而(Zr1/3Hf1/3Nb1/3)B2陶瓷的力学性能较差,硬度和断裂韧性分别为(17.21±0.63)GPa和(1.50±0.18)MPa·m1/2.

    硼热/碳热还原法硼化物陶瓷固溶显微结构力学性能

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    弧边内凹蜂窝负泊松比结构的力学性能

    尤泽华肖俊华王美芬
    3570-3580页
    查看更多>>摘要：提出一种可变弧边内凹多胞蜂窝负泊松比结构.利用能量法得到了二维结构的等效泊松比和等效弹性模量的解析公式,讨论了弧角对等效泊松比和等效弹性模量的影响,解析解与有限元结果吻合较好,说明了该方法的有效性.利用ABAQUS研究了三维结构的冲击动力学特性,分析了蜂窝结构受冲击时的变形失效模式,讨论了冲击速度、结构应变和曲边弧角对动应力-应变曲线、能量吸收率和平台应力的影响规律.所得结果为该类机械超材料的冲击变形失效和吸能效果研究提供了力学依据.

    负泊松比曲边内凹蜂窝结构能量法三维变形失效能量吸收率平台应力

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    连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料泛温度域本构模型

    李泽超雷鸣校金友文立华...
    3581-3589页
    查看更多>>摘要：连续碳纤维增强热塑性聚醚醚酮复合材料(CF/PEEK)具有抗冲击、易修复、耐高温等优异特性,是新一代航空航天热端结构的优选材料.PEEK基体的结晶特性使其在高于玻璃化转变温度(143℃左右)时仍具有较强承载能力,因此,CF/PEEK复合材料能够在200℃条件下长期服役.然而,CF/PEEK复合材料的成型温度域宽、服役温度范围广,高温条件下PEEK树脂会逐渐松弛,导致CF/PEEK复合材料呈现出与时间、温度、加载历史相关的各向异性黏弹性,对复合材料结构成型过程与服役历史的精细化设计带来了挑战.现有复合材料高温预测模型主要基于弹塑性本构的刚度折减方法,未充分考虑材料的各向异性松弛行为.发展了一种描述CF/PEEK复合材料力学性能随时间、温度演化的各向异性黏弹本构模型.通过表征热塑性PEEK树脂的松弛模量主曲线,基于广义Maxwell黏弹模型,获取泛温度域(25～200℃)热塑性PEEK的黏弹性本构参数,结合复合材料等效力学性能的半经验解法,给出了三维复合材料各向异性黏弹本构模型.通过与CF/PEEK复合材料的横向高温松弛实验和代表性体积单元(RVE)仿真模拟结果比较,证明了该模型的有效性.这一本构模型可用于CF/PEEK复合材料结构的成型过程仿真和高温力学性能设计.

    热塑性复合材料高温松弛黏弹性细观均匀化代表性体积单元

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    纤维增强树脂复合材料中的褶皱缺陷:微应力无损检测

    马利文安戈申川川郭静...
    3590-3602页
    查看更多>>摘要：纤维增强树脂复合材料在制造和服役过程中会不可避免地产生各类缺陷,且缺陷种类多、特征尺寸分散,检测难度大.缺陷检测的最终目的是对含缺陷构件的机械力学性能给出适应性评价,为此提出了一种特别适合于纤维增强树脂复合材料的集缺陷检测和性能评价为一体的微应力无损检测方法.该方法对构件施加一定的载荷使其处于微应力状态,结合全场位移的光学测量技术,捕捉缺陷导致的异常响应,以褶皱缺陷为例给出了具体的实施过程.首先基于褶皱缺陷特征响应的预测结果设计了特定的检测方案,并基于光栅投影测量技术创新性地提出了一种测量离面位移的新方法.试验结果表明,在轴向微应力加载下,利用提出的光栅投影测量方法可以探测到褶皱缺陷导致的离面位移畸变,畸变的位置和大小反映了缺陷的位置和严重程度.同时由于使用了光-力学的综合检测方法,可以跨越对缺陷具体形貌尺寸的探查,直接获得含缺陷构件在给定工况下的力学行为响应,为构件适应性评价提供参考依据.

    纤维增强树脂复合材料褶皱缺陷特征响应光栅投影无损检测

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