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航空复合材料螺旋桨叶片制造工艺研究进展

航空材料学报 2024年第2期44卷 104-116页

作者：武珈羽杨金水陈丁丁郭书君尹昌平国防科技大学空天科学学院材料科学与工程系长沙410073

螺旋桨推进方式在航空领域占有重要地位。复合材料具有高比强度、高比模量、高阻尼、可设计性等特性,复合材料螺旋桨叶片能够提升螺旋桨减重效率、推进效率、耐蚀性、降噪等方面性能,已成为大势所趋。本文对国内外航空复合材料螺旋桨叶... 详细信息

螺旋桨推进方式在航空领域占有重要地位。复合材料具有高比强度、高比模量、高阻尼、可设计性等特性,复合材料螺旋桨叶片能够提升螺旋桨减重效率、推进效率、耐蚀性、降噪等方面性能,已成为大势所趋。本文对国内外航空复合材料螺旋桨叶片的研究成果进行回顾和总结,基于传统飞机螺旋桨叶片和旋翼桨叶,对航空螺旋桨叶片材料体系、结构设计和制造工艺进行分类阐述,重点总结复合材料螺旋桨制造工艺中的关键技术问题,概述桨叶制造工艺方面的仿真模拟研究,最后从健全材料体系、优化结构设计、深入工艺研究和加强数值模拟技术的工程化应用几个方面提出了国产化复合材料航空螺旋桨的未来发展方向。

关键词：复合材料螺旋桨叶片复合材料螺旋桨成型工艺

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电磁波吸收剂微结构设计研究进展

材料工程 2024年

作者：尉涞吴楠赵一鸣邢素丽张鉴炜尹昌平国防科技大学空天科学学院材料科学与工程系

当前电磁环境愈发复杂，电磁防护愈发重要，传统吸收剂的吸收机制单一，无法满足吸波材料“薄、轻、宽、强、广”的现实需求。需将多种类吸收剂进行结合，丰富电磁波损耗机制，并对吸收剂进行微结构设计，增强其阻抗匹配与损耗衰减性能... 详细信息

当前电磁环境愈发复杂，电磁防护愈发重要，传统吸收剂的吸收机制单一，无法满足吸波材料“薄、轻、宽、强、广”的现实需求。需将多种类吸收剂进行结合，丰富电磁波损耗机制，并对吸收剂进行微结构设计，增强其阻抗匹配与损耗衰减性能，可促进入射电磁波的多重反射与散射。本文综述了国内外对吸收剂微结构设计及其性能调控的研究进展，分析了微结构设计对吸收剂的损耗机制、最佳反射损耗系数和有效吸收带宽的影响，最后对吸收剂的损耗机制探究、体系筛选与微结构设计的研究方法、以及多功能性吸波材料的未来发展等方面进行了总结与展望。

关键词：电磁波吸收复合吸收剂微结构设计吸收机理

镁合金电弧增材技术基本工艺及工艺因素影响综述

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材料导报 2024年第7期38卷 189-197页

作者：凌子涵王利卿张震赵占勇白培康中北大学材料科学与工程学院太原030051 太原科技大学材料科学与工程学院太原030024

轻量化结构件是航空航天和交通运输领域的永恒追求,结构件的轻量化主要通过结构设计和材料选择实现。因此,具有自由成型大型复杂形状构件特点的电弧增材技术受到持续关注。镁合金密度约为1.8g/cm^(3),是实际工程应用中最轻的金属结构材... 详细信息

轻量化结构件是航空航天和交通运输领域的永恒追求,结构件的轻量化主要通过结构设计和材料选择实现。因此,具有自由成型大型复杂形状构件特点的电弧增材技术受到持续关注。镁合金密度约为1.8g/cm^(3),是实际工程应用中最轻的金属结构材料之一。这两点使电弧增材镁合金大型复杂构件的生产研究受到重视。然而,电弧增材涉及电磁、传热、流体等复杂物理变化,同时镁合金又存在易氧化、易挥发等问题,这对电弧增材的工艺控制提出严峻考验。为此本文归纳总结了镁合金电弧增材技术基本工艺类别,分析了主要工艺参数对电弧增材制造镁合金成型质量、微观组织、力学性能的影响规律和深层机理,指出了镁合金电弧增材技术的现有问题,最后对镁合金电弧增材技术的未来研究方向提出了一些建议和展望。

关键词：镁合金电弧增材制造工艺因素成型质量微观组织力学性能

低对称性二维过渡金属硫族化合物的化学气相沉积法制备

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化学进展 2024年第4期36卷 537-555页

作者：陈芸张辉罗政毛卫国潘俊安王珊珊湘潭大学材料科学与工程学院国防科学技术大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室长沙理工大学材料科学与工程学院

低对称性二维材料是一类晶格对称操作少，纵向仅有原子级厚度的新型纳米材料。在二维过渡金属硫族化合物（Transition metal dichalcogenides,TMDs）体系中，1T’-MoTe2、1T’-WTe2、1T’-ReS2和1T’-ReSe2是典型低对称性成员。独特的... 详细信息

低对称性二维材料是一类晶格对称操作少，纵向仅有原子级厚度的新型纳米材料。在二维过渡金属硫族化合物（Transition metal dichalcogenides,TMDs）体系中，1T’-MoTe2、1T’-WTe2、1T’-ReS2和1T’-ReSe2是典型低对称性成员。独特的晶格对称性为它们带来了丰富的各向异性理化性质，因而在微纳光子学、触觉传感器、各向异性逻辑器件等领域具有特殊应用前景。低对称性二维TMDs材料的基础研究和应用开发依赖于对这类材料的高质量、大尺寸、稳定制备。本文以这4类材料为典型，首先按金属前驱体进行分类，综述了近年来有关低对称性二维TMDs材料的化学气相沉积（Chemical vapor deposition, CVD）制备方法；其次，针对制备过程中1T’-MoTe2容易发生相转变，1T’-ReS2、1T’-Re Se2与基底间相互作用力弱等特点，介绍了1T’-MoTe2制备过程中的相调控机制，以及1T’-ReS2、1T’-ReSe2制备过程中的基底工程研究；最后，本文对低对称性二维TMDs材料未来的挑战与机遇进行了展望。

关键词：二维材料低对称性化学气相沉积相调控基底工程

ZrB_(2)与ZrC单相粉末及ZrB_(2)-ZrC复合粉末制备现状

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复合材料学报 2024年第3期41卷 1124-1140页

作者：任金翠李欣沂吴义胜西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055

随着科学技术的飞速发展及日益增长的技术需求,不仅能够承受高温同时可以在高温下依然保持高强度、高抗氧化性等优异性能的超高温陶瓷材料成为主要研究趋势。ZrB_(2)和ZrC由于具有高熔点、良好的导电导热性、低密度、较低的热膨胀系数等... 详细信息

随着科学技术的飞速发展及日益增长的技术需求,不仅能够承受高温同时可以在高温下依然保持高强度、高抗氧化性等优异性能的超高温陶瓷材料成为主要研究趋势。ZrB_(2)和ZrC由于具有高熔点、良好的导电导热性、低密度、较低的热膨胀系数等,同时在高温下具有高强度和良好的抗氧化性等优点,成为非常有潜力的超高温结构陶瓷材料。目前ZrB_(2)、ZrC单相粉末已经很难满足航空航天领域中极端条件的要求,因此ZrB_(2)-ZrC复合粉末的制备研究受到广泛关注。本文对ZrB_(2)、ZrC单相粉末及ZrB2-ZrC复合粉末的合成原理及制备方法进行了综述,分析了目前ZrB_(2)、ZrC单相粉末及ZrB_(2)-ZrC复合粉末制备研究中存在的局限,对其未来研究方向进行了展望。

关键词： ZrB_(2)粉末 ZrC粉末 ZrB_(2)-ZrC复合粉末合成原理制备方法

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三明治结构柔性储能电介质材料研究进展

物理学报 2024年第2期73卷 2-13页

作者：李雨凡薛文清李玉超战艳虎谢倩李艳凯查俊伟聊城大学材料科学与工程学院聊城252059 北京科技大学化学与生物工程学院北京100083

聚合物电介质材料因其高功率密度、耐击穿、安全柔韧、易加工和自愈性等特点,被广泛应用于智能电网、新能源汽车、航空航天、国防科技等领域.其中,基于三明治结构设计获得具有更高储能密度和储能效率的柔性电介质材料成为近年来聚合物... 详细信息

聚合物电介质材料因其高功率密度、耐击穿、安全柔韧、易加工和自愈性等特点,被广泛应用于智能电网、新能源汽车、航空航天、国防科技等领域.其中,基于三明治结构设计获得具有更高储能密度和储能效率的柔性电介质材料成为近年来聚合物储能电介质领域的研究热点和常用策略.本文从电介质的材料构成、结构设计以及制备方法等角度综述了基于三明治结构聚合物电介质薄膜在储能密度提升方面的研究进展,阐述了三明治结构电介质材料性能调控的微观机制和协同增强机理,并展望了其发展趋势和应用前景.

关键词：柔性三明治储能电介质研究进展

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多场调控金属激光增材制造研究现状与展望(特邀)

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中国激光 2024年第10期51卷 91-113页

作者：高海瑞李继康张振武郑可盈向泓澔魏青松华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074

激光增材制造可实现高性能金属复杂构件整体化成形,在航空航天、汽车、医疗等领域具有广阔应用前景。但是,高斯激光作用产生不均匀温度场、极高的温度梯度以及不稳定的流场,导致飞溅、球化、气孔、残余应力和裂纹等缺陷及各向异性的微... 详细信息

激光增材制造可实现高性能金属复杂构件整体化成形,在航空航天、汽车、医疗等领域具有广阔应用前景。但是,高斯激光作用产生不均匀温度场、极高的温度梯度以及不稳定的流场,导致飞溅、球化、气孔、残余应力和裂纹等缺陷及各向异性的微观性能,影响了该技术更广泛的应用。光束矫形和场辅助原位调控激光增材制造过程是控制缺陷产生的有效方法。综述了国内外在光束矫形以及热、磁和超声多场调控金属激光增材制造领域的研究进展,重点揭示外场-激光-材料-组织-性能间的作用机理,并对多场调控金属激光增材制造未来发展进行了展望,可为金属激光增材制造的高性能调控提供有益参考。

关键词：激光技术激光增材制造光束矫形磁场热场超声场

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具有薄外壁的闭孔泡沫铝棒的弯曲行为

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 667-675页

作者：王增张赞刘楠楠夏兴川张子晨丁俭王佳成崔李鹏邱子轩王玉江刘永长河北工业大学材料科学与工程学院天津300401 邢台学院物理与电子工程学院河北邢台054001 天津大学材料科学与工程学院天津300350 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

通过熔融发泡法制备了具有薄外壁的铝泡沫棒(aluminum foam bar,AFB)。通过悬臂梁弯曲实验和有限元模拟研究了跨度、直径和孔隙率对其弯曲变形行为的影响。采用高速摄像机记录了AFB的弯曲变形行为,并得到了载荷和位移之间的关系。基于... 详细信息

通过熔融发泡法制备了具有薄外壁的铝泡沫棒(aluminum foam bar,AFB)。通过悬臂梁弯曲实验和有限元模拟研究了跨度、直径和孔隙率对其弯曲变形行为的影响。采用高速摄像机记录了AFB的弯曲变形行为,并得到了载荷和位移之间的关系。基于三维有限元的X射线微断层扫描技术(Micro-CT)重建AFB,并进行了数值模拟。结果表明,跨度对破坏行为有重要影响,跨度的增加导致了能量吸收能力下降。此外,直径和相对密度的增加也使得峰值载荷提高。有限元模拟结果与实验结果相吻合,这说明孔壁在弯曲过程中由于不同类型的应力而失效。在失效过程中,裂纹遵循孔壁最薄弱的路径传播。

关键词：泡沫铝棒悬臂梁弯曲失效机制有限元模拟

化学气相沉积HfO_(2)涂层的制备及性能

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材料工程 2024年第5期52卷 67-75页

作者：何锐朋朱利安王震叶益聪李顺唐宇白书欣国防科技大学空天科学学院长沙410073

采用化学气相沉积(CVD)法在难熔金属Mo表面制备厚约8μm的HfO_(2)涂层。通过HSC Chemistry软件从热力学角度探究CVD HfO_(2)的反应过程,分析HfO_(2)涂层的微观形貌、择优生长情况和纳米力学性能,测试涂层与基体的结合力及抗热震性。结... 详细信息

采用化学气相沉积(CVD)法在难熔金属Mo表面制备厚约8μm的HfO_(2)涂层。通过HSC Chemistry软件从热力学角度探究CVD HfO_(2)的反应过程,分析HfO_(2)涂层的微观形貌、择优生长情况和纳米力学性能,测试涂层与基体的结合力及抗热震性。结果表明:HfO_(2)涂层与基体结合良好,在经历25~2000℃,100次循环热震后涂层表面未出现宏观剥落;划痕法测定的涂层附着力约23 N;在2.5~5μm波段,涂层表面平均发射率为0.48,将Mo在该波段的平均发射率提高了近5倍。

关键词：化学气相沉积氧化铪涂层热力学计算发射率抗热震性