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高温雷达吸波涂层研究进展

航空发动机 2024年第3期50卷 17-32页

作者：高雨毅李千慧韩擎之肖杰何雯婷郭洪波北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191 高温结构材料与涂层技术工业和信息化部重点实验室北京100191

在现代信息化战争中,探测和制导技术迅猛发展。在众多探测信号中,雷达探测占比高达60%,因此武器装备雷达隐身能力尤其重要。随着新一代装备性能的提升,热端部件的服役温度不断升高,对高温雷达吸波涂层提出了更加严苛的要求。在高温服役... 详细信息

在现代信息化战争中,探测和制导技术迅猛发展。在众多探测信号中,雷达探测占比高达60%,因此武器装备雷达隐身能力尤其重要。随着新一代装备性能的提升,热端部件的服役温度不断升高,对高温雷达吸波涂层提出了更加严苛的要求。在高温服役环境下,部分雷达吸波材料存在氧化、居里温度低而失去吸波性能的问题。高温雷达吸波材料主要依靠介电损耗和电导损耗机制实现对电磁波的损耗吸收。基于此,综述了以碳化物、硼化物、氧化物、金属材料、MAX相材料为吸波剂的高温雷达吸波涂层研究情况,分析了各材料的优势及存在的问题,其中氧化物吸波剂高温稳定性好,易于制备,成本低,其吸波性能可通过掺杂改性调控,是面向未来更加严苛服役环境下更具应用潜力的吸波材料。此外,还从梯度结构和超材料设计2个角度分析了涂层结构设计在拓宽涂层吸波频带,降低涂层厚度方面的作用。结合当前研究进展提出了新材料研发、新结构设计和与材料结构相适应的制备工艺研究是未来高温雷达吸波涂层的发展方向。

关键词：雷达吸波高温涂层吸波机制结构设计吸波剂高温隐身材料

碳纤维复合材料雷击损伤及防护试验与仿真研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：李渔司晓亮黄业园李志宝段泽民合肥工业大学电气与自动化工程学院电磁信息控制与效应全国重点实验室强电磁环境防护技术航空科技重点实验室飞机雷电防护安徽省重点实验室

为研究不同防护方式下的碳纤维复合材料层合板雷击损伤特性，对无防护、喷涂铝层防护、铜网防护的三种碳纤维复合材料层合板进行了雷击仿真与试验研究。在有限元仿真软件中建立三种层合板模型，统一施加A+B+C*组合波形雷电流，分析了不... 详细信息

为研究不同防护方式下的碳纤维复合材料层合板雷击损伤特性，对无防护、喷涂铝层防护、铜网防护的三种碳纤维复合材料层合板进行了雷击仿真与试验研究。在有限元仿真软件中建立三种层合板模型，统一施加A+B+C*组合波形雷电流，分析了不同防护方式下层合板的损伤特性，同时还对不同特征参数的铜网的防护效果进行了评估。仿真与试验结果表明，无防护层合板损伤与其铺层方向相关，喷涂铝层防护层合板损伤形状近似为圆形，铜网防护层合板损伤形状近似为椭圆；喷涂铝层与铜网均有效减小了层合板的损伤面积与损伤深度；铜网防护层合板损伤面积与损伤深度随铜网梗宽的增大而减小。

关键词：碳纤维复合材料防护方式电热耦合损伤面积损伤深度

CMC-EBC损伤耦合机理及一体化设计研究进展

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无机材料学报 2024年第6期39卷 647-661页

作者：方光武谢浩元张华军高希光宋迎东南京航空航天大学通用航空与飞行学院溧阳213300 南京航空航天大学航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室南京210016 中国人民解放军第二军事代表处成都610000

陶瓷基复合材料与环境障碍涂层组合(CMC-EBC)是目前航空航天领域最具应用前景的热结构材料体系。本文对CMC-EBC失效机理与分析模型的研究进展进行综述。首先,简要回顾了CMC-EBC材料体系的发展及主要制备工艺。然后,综述了CMC-EBC在服役... 详细信息

陶瓷基复合材料与环境障碍涂层组合(CMC-EBC)是目前航空航天领域最具应用前景的热结构材料体系。本文对CMC-EBC失效机理与分析模型的研究进展进行综述。首先,简要回顾了CMC-EBC材料体系的发展及主要制备工艺。然后,综述了CMC-EBC在服役环境下的主要损伤模式与失效机理,总结发现CMC预制体结构、孔洞缺陷和EBC内裂纹等损伤演化相互影响,这种细观损伤模式的耦合是决定其寿命的关键因素之一,但目前的机理研究主要集中于涂层本身性能及其受环境因素的影响,缺乏对涂层和复合材料编制结构在损伤演化过程中协同效应的考虑。接下来,详细分析了CMC-EBC的失效模拟与预测模型研究的历史与现状,指出其中存在的问题,包括环境因素建模方法和损伤耦合演化模拟技术。目前大部分工作致力于分别开发CMC和EBC的失效模型,而对于CMC-EBC构件的失效预测应考虑其损伤演化与微观结构之间的相互耦合影响。最后,对CMC-EBC材料体系研发与服役性能预测方法进行了展望,认为CMC本体和EBC失效模式相互耦合,开展结构功能一体化设计和分析是CMC-EBC构件研究的趋势。

关键词：陶瓷基复合材料环境障碍涂层损伤耦合失效模型一体化设计综述

用于提升全水解性能的超低含量Ru掺杂NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)核壳纳米结构

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 360-375页

作者： Adel Al-Salihy 梁策 Abdulwahab Salah Abdel-Basit Al-Odayni 卢子昂陈孟新刘倩倩徐平哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转化与存储关键材料工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 东北师范大学化学学院动力电池国家地方联合工程实验室吉林长春130024 沙特国王大学牙科学院修复性牙科科学系沙特阿拉伯利雅得

随着全球能源危机和环境污染日益加剧,开发可持续的绿色能源技术已经成为当务之急.其中,水分解制氢作为一种清洁能源的生产方式,因其零排放和高能量密度的特点,而受到广泛的研究和关注.析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是水分解过程的关键... 详细信息

随着全球能源危机和环境污染日益加剧,开发可持续的绿色能源技术已经成为当务之急.其中,水分解制氢作为一种清洁能源的生产方式,因其零排放和高能量密度的特点,而受到广泛的研究和关注.析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是水分解过程的关键步骤,它们的反应效率直接影响整个制氢过程的能量转换效率.因此,开发高效的双功能电催化剂对于推动水分解技术的发展具有重要意义.本文制备了一种超低Ru掺杂的新型核壳纳米结构电催化剂,该催化剂生长在泡沫镍(NF)上,简称Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF.首先,通过水热法在NF上均匀生长了水合NiMoO_(4)纳米柱,并通过共价相互作用,确保其在垂直方向上有序排列.随后,采用超低浓度的RuCl_(3)对NiMoO_(4)纳米柱进行蚀刻,并通过磷酸化反应引入(PO_(4))^(3+)离子形成了Ni_(3)(PO_(4))_(2)壳层.这种设计克服了以往Ru易团聚的难题,保障了Ru的均匀分布,从而合成Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF催化剂.通过X-射线衍射、X-射线光电子能谱及透射电子显微镜等对催化剂的化学组分和微观结构进行了分析,证实其成功制备.元素分析结果表明,催化剂中Ru的含量仅为1.94 wt%,显著降低了其制备成本.电化学测试结果表明,该催化剂在HER和OER中均表现出较好的催化活性.在10和100 mA cm^(−2)电流密度下,HER的过电位分别为−14.8和−57.1 mV,Tafel斜率为35.8 mV dec^(-1),优于商业Pt/C催化剂;在100 mA cm^(−2)电流密度下,OER过电位为259.7 mV,Tafel斜率为21.6 mV dec^(−1),优于商业RuO_(2)催化剂.在全水解测试中,该催化剂在10和100 mA cm^(−2)时所需的电池电压分别为1.43和1.68 V,与其他自支撑材料相比表现出良好的性能.此外,该催化剂在150 h性能测试过程中表现出较好的稳定性.采用密度泛函理论计算研究了催化剂具有较好活性的内在机制.结果表明,其具有低水离解能垒(ΔGb=0.46 eV),接近零的HER自由吸附能(∆G*H=0.02 eV),低的OER自由吸附能量(ΔG*OOH−ΔG*OH=2.74 eV)和接近费米能级的高密度态.这些特性共同促进了电解水反应的高效进行.综上,本文研究开发的Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF双功能催化剂具有较好的催化活性、低电位需求和长期稳定性,为氢气生产开辟了新途径,也为优化双功能水分解催化剂提供了新视角,并为未来可持续能源应用发展提供一定的参考.

关键词：电催化核壳结构掺杂密度泛函理论析氢反应析氧反应分解水

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数字化电力装备专用传感应用需求与发展趋势

高电压技术 2024年第8期50卷 3271-3302,I0001-I0005页

作者：江俊杰胡军马国明严英杰杨庆杨爱军陈义强刘亚东江秀臣上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学) 北京100084 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206 输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044 电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 西安710049 电子元器件可靠性物理及其应用技术重点实验室(工业和信息化部电子第五研究所) 广州511370

电力专用传感器是数字化电力装备实现可观、可测、可控的重要基础保障。该文面向新型电力系统建设目标,从数智化电网及智能传感器行业发展驱动政策出发,根据电网自身运行特性,分析了数字化电力装备电力专用传感技术的政策导向以及其在... 详细信息

电力专用传感器是数字化电力装备实现可观、可测、可控的重要基础保障。该文面向新型电力系统建设目标,从数智化电网及智能传感器行业发展驱动政策出发,根据电网自身运行特性,分析了数字化电力装备电力专用传感技术的政策导向以及其在传感器小型化、多参量集成感知、一二次融合技术、可靠性与环境适应性、智能化等方面的需求。此外,该文围绕传感器敏感元件、制备技术、测试与校准、通信网络和能量收集技术,对传感器行业的现状和发展趋势进行了介绍和研判,并进一步分析了电力专用智能传感的标准建设需求,提出了未来电力专用传感技术的发展形态。

关键词：传感器数字化新型电力系统电力装备标准化

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航天复合材料结构健康监测技术应用进展

复合材料学报 2024年第9期41卷 4563-4588页

作者：刘青旭陈海峰 BRYANSKY Anton 熊健韦兴宇哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室北京空间飞行器总体设计部

随着飞行器中复合材料的使用占比逐年增加，对其安全性的要求也日益严苛。复合材料的损伤部位隐蔽且情况复杂，使预测失效模式和使用寿命变得困难。因此，需要实时监测结构响应，收集状态信息，评估运行情况，判断损伤和剩余寿命，以确... 详细信息

随着飞行器中复合材料的使用占比逐年增加，对其安全性的要求也日益严苛。复合材料的损伤部位隐蔽且情况复杂，使预测失效模式和使用寿命变得困难。因此，需要实时监测结构响应，收集状态信息，评估运行情况，判断损伤和剩余寿命，以确保飞行器结构的安全稳定运行。本文瞄准航天飞行器对复合材料结构健康监测的需求，首先简述了复合材料结构在典型飞行器结构应用情况以及复合材料结构健康监测技术的研究及应用情况，随后分别对常见的结构健康监测技术进行了详细的讨论，包括光纤传感监测技术、超声导波监测技术、声发射监测技术、机电阻抗监测法等技术的研究进展，接着针对结构健康监测技术在航天飞行器的各种结构如燃料贮箱结构、热防护结构、发动机结构以及机翼前缘结构等其他结构的应用情况进行了分析讨论，然后对典型的结构健康监测技术评估方法的研究进展进行了分析总结，最后讨论总结了航天复合材料结构健康监测技术的发展趋势与面临的挑战。

关键词：复合材料航天结构结构健康监测损伤监测剩余寿命分析

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不同气氛下脉冲激光溅射BN的等离子体特性

火炸药学报 2024年

作者：方普懿行向书杰刘海庆李春天沈瑞琪张伟南京理工大学化学与化工学院微纳含能器件工业和信息化部重点实验室北方特种能源集团西安北方庆华机电有限公司

激光溅射法制备氮原子簇是制备多氮或全氮含能材料技术发展方向之一，气氛环境对氮原子簇的形成具有重要影响。为了研究不同气氛环境下脉冲激光溅射含氮化合物产生的等离子体特性及其演化过程，以氮化硼（BN）作为靶材，使用脉冲激光分... 详细信息

激光溅射法制备氮原子簇是制备多氮或全氮含能材料技术发展方向之一，气氛环境对氮原子簇的形成具有重要影响。为了研究不同气氛环境下脉冲激光溅射含氮化合物产生的等离子体特性及其演化过程，以氮化硼（BN）作为靶材，使用脉冲激光分别溅射氮气、空气和近真空环境中的BN，通过光谱仪采集不同延迟时间下溅射所产生的等离子体信号，揭示了等离子体的生长及消亡过程。研究结果表明，溅射环境气氛会参与到等离子体的形成中，三种不同溅射环境下，在氮气中溅射BN会产生存在时间最长的氮等离子体种类，氮气中溅射BN所产生的等离子体光谱信号强度也最大。

关键词：脉冲激光溅射环境 BN 氮等离子体

定向凝固结构功能一体化氧化铝基共晶复合陶瓷研究进展

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材料工程 2024年第9期52卷 34-46页

作者：谭雪苏海军刘园姚佳彤姜浩余明辉西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

航空航天、电子信息、生物医学等高新技术的飞速发展对先进陶瓷材料的性能提出了更高的要求。具有单一特性的结构或功能材料已无法满足当前的需求,因此发展结构功能一体化高性能复合陶瓷已成为世界各国竞相竞争的目标。定向凝固氧化物... 详细信息

航空航天、电子信息、生物医学等高新技术的飞速发展对先进陶瓷材料的性能提出了更高的要求。具有单一特性的结构或功能材料已无法满足当前的需求,因此发展结构功能一体化高性能复合陶瓷已成为世界各国竞相竞争的目标。定向凝固氧化物共晶复合陶瓷是近年来发展的一类用于超高温氧化环境中长期服役的结构功能一体化复合材料。该类材料具有高熔点,低密度,优异的高温强度、高温蠕变性能等特性,同时兼具光学、电磁学、生物学等功能特性。本文综述了以Al_(2)O_(3)基材料体系为代表的定向凝固结构功能一体化共晶陶瓷的发展现状,总结出定向凝固共晶陶瓷的制备方法、技术原理和生长特点。重点阐述系列Al_(2)O_(3)基共晶陶瓷的凝固微观组织与结构特征,分析复合陶瓷的力学、光学、磁学和生物特性等性能及影响因素,并介绍其特点优势和应用范围。最后,总结定向凝固结构功能一体化共晶复合陶瓷在工程应用方面所面临的挑战和关键瓶颈,提出了共晶复合陶瓷材料在成形技术创新、综合性能提升、新体系开发等方面发展的主要方向。

关键词：定向凝固结构功能一体化 Al_(2)O_(3) 共晶复合陶瓷

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电火工品换能元电磁损伤机理及防护技术研究进展

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火工品 2024年第5期 10-19页

作者：韩忠博贺孝严顾伯南徐建勇石伟俞春培张文超南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 微纳含能器件工业和信息化部重点实验室江苏南京210094

随着战场空间的电磁环境日趋复杂,火工品面临更高的电磁适应能力要求。本文综述了电火工品换能元在电磁损伤机理和防护技术研究方面的研究进展,介绍了电火工品在不同电磁环境下的损伤机制,探讨了静电、雷电脉冲、核电磁脉冲等干扰对火... 详细信息

随着战场空间的电磁环境日趋复杂,火工品面临更高的电磁适应能力要求。本文综述了电火工品换能元在电磁损伤机理和防护技术研究方面的研究进展,介绍了电火工品在不同电磁环境下的损伤机制,探讨了静电、雷电脉冲、核电磁脉冲等干扰对火工品性能的影响,并分析分立式电磁防护技术,包括铁氧体材料、电容器和负温度系数热敏电阻等元件在电磁防护中的应用,展示了其在不同电磁环境下的防护效果。同时,讨论了集成式电磁防护技术的发展,特别是MEMS工艺在换能元小型化和多功能集成化中的应用,并针对电火工品换能元电磁防护技术未来发展陈述了一些见解。

关键词：电火工品换能元复杂电磁环境微机电系统

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