NASA 开发 SPEARS 固态电池,实现在月球极端温度下工作
NASA 通过 SPEARS 项目开发固态电池,用陶瓷或聚合物固态电解质替代液态电解质,以应对月球南极夜间低至 minus 200 Celsius 的极端环境。
NASA 通过 SPEARS 项目开发固态电池,用陶瓷或聚合物固态电解质替代液态电解质,以应对月球南极夜间低至 minus 200 Celsius 的极端环境。
《复合材料学报》录用论文开展了1组静力试验和3组等幅疲劳试验,研究后张法预应力CFRP筋混凝土简支梁的疲劳受弯性能,疲劳荷载上限为0.5Pu和0.6Pu的试件寿命均超过100万次,破坏模式均为受压区混凝土压碎,CFRP筋未出现拉断。
推荐理由:试验给出了疲劳荷载上限与寿命、挠度裂缝的对应数据,可用于评估CFRP筋在疲劳受弯构件中的适用范围。
研究对T700 CFRP层合板开展厚度方向高脉冲电流冲击试验,建立考虑电流平均上升率的电导率-电势梯度非线性关系模型,并通过电-热数值模拟验证。结果表明受介电击穿机制影响,厚度方向电导率随电压升高而增大;受电感效应影响,电导率-电压曲线随电流上升率增加向更高电压方向偏移;电-热有限元模型预测的电压响应与试验结果吻合较好,可为CFRP雷击损伤评估提供更可靠的仿真输入。
推荐理由:文章给出非线性电导率模型的表征量与试验验证路径,可为雷击损伤仿真输入建模提供参考。
复合材料学报录用论文提出吸波泡沫填充碳/玻璃纤维混杂圆形蜂窝夹芯结构(FFCH),利用面外铺设的碳纤维单向带与玻璃纤维织物构建蜂窝壁并填充PMI吸波泡沫,实现吸波与承载协同设计。
推荐理由:原文给出了反射损耗与比压缩强度的具体对比数据,可了解混杂蜂窝夹芯兼顾吸波与承载的设计思路。
论文采用空气气氛电子束辐照对高强碳纤维进行表面改性,调控吸收剂量50、100、500、1000、2000 kGy,发现处理主要改变近表面结构与化学性质,不影响整体晶体结构且不损伤力学性能。吸收剂量2000 kGy时表面氧碳比增至0.29,水接触角由119.0°降至21.1%,碳纤维/环氧树脂与碳纤维/尼龙6复合材料界面剪切强度较未处理分别提升71.0%和57.9%。
推荐理由:给出了剂量与界面强度的量化对应关系,可为碳纤维表面处理工艺选型提供参考。
研究以自动铺丝工艺制备的变刚度单向铺放层合板为对象,定量预制不同尺寸的间隙和搭接缺陷,开展低速冲击及冲击后压缩(CAI)试验。结果表明2 mm搭接可提高9.2%的峰值冲击载荷及22.8%的剩余压缩强度,而2 mm间隙使冲击最大面外位移提升6.5%、损伤面积增幅达110.1%;无缺陷及含间隙试件呈W型屈曲,含搭接试件呈S型屈曲。
推荐理由:原文给出2 mm间隙与搭接缺陷对冲击载荷和剩余强度的定量影响,可用于评估工艺容差。
该研究固定光斑直径,以激光功率和辐照时间为变量,对单向、角铺层、正交铺层和准各向同性CFRP层合薄板开展烧蚀试验,联合红外热成像、SEM及超声C扫描进行多尺度表征,并构建了考虑层间热导率随分层位移与温度双重退化的热-力耦合数值模型。
推荐理由:原文给出了铺层方式与功率密度对损伤形貌的影响规律,可用于理解CFRP在激光辐照下的各向异性毁伤行为。
中国复合材料学会《复材之声》专访大连理工大学马祥涛副教授,介绍其在航空航天复合材料薄壁筒壳强度分析与优化设计方面的研究。他提出不完全折减刚度法,将非完善薄壁筒壳承载能力分析耗时由小时级降至分钟级,高保真有限元模型对极限承载力的预测最高可达99.8%,相关折减因子预测研究被写入航天科技集团行业标准和某国防标准。
推荐理由:访谈给出了不完全折减刚度法的效率与精度数据,可了解缺陷敏感性预测在工程中的落地程度。
Hexcel 宣布其 HexWeb HRH-10 航空蜂窝芯材通过 NCAMP 认证,由 Wichita State University 的 NIAR 管理,建立了航空业首个蜂窝芯材 NCAMP 数据库。
推荐理由:首个蜂窝芯材 NCAMP 数据库公开后,工程师可直接复用其材料数据与规范,省去独立取证成本。
《复合材料学报》录用论文提出CF/PEEK热塑性预浸料无褶皱转向半径工艺包络,建立基于次弹性本构和内聚力属性的铺放仿真模型并以2.5D图像表征验证,采用响应面法分析铺放温度、压辊压力和铺放速率对带宽及层间粘接性能的影响。
推荐理由:给出了铺放温度、压辊压力和速率协同调控下最小无褶皱转向半径的量化降幅,可为复杂曲面铺放路径设计提供参考。
由中国科协立项支持、中国复合材料学会主办的小型高端品牌交流活动——多功能气凝胶复合材料研讨会8月29日在中国科技会堂举办,20余位高校、科研院所及产业界专家围绕空天装备、绿色建筑、先进能源等应用领域交流研讨。
推荐理由:研讨会汇总了防热结构天地一致性、超分子气凝胶等具体技术障碍与攻关方向,可了解该领域当前关注重点。
中国复合材料学会【材访录】第六期发布对话扬州大学郝文峰教授的访谈,围绕实验力学在复合材料失效机理揭示、模型验证与工程设计中的角色展开。郝文峰提出实验不应只是模型的验证工具,更应是理论突破的发现引擎,并指出当前最迫切需求是推动实验由单一指标测试向多场、多尺度、全过程、多模态协同表征转变。
推荐理由:访谈系统梳理了复合材料实验力学从单一指标测试转向多模态协同表征的路径,对理解测试标准化短板有参考价值。
NASA Glenn Research Center 等机构作者在 Journal of Applied Polymer Science 发表预印本,报道一种由糠胺(furfurylamine)与 piceol 合成的生物基聚苯并噁嗪,具备低固化温度和优异性能,面向复合材料基体应用。
推荐理由:论文提出以糠胺和桃焦油酚合成低固化温度生物基聚苯并噁嗪,为复合材料基体树脂提供了新的原料路线。
NASA Glenn 研究中心发布面向液氢贮箱应用的聚合物复合材料测试研究,对比三种碳纤维增强聚合物(CFRP)材料:热塑性低熔点聚芳醚酮(LM-PAEK)/碳纤维、热固性/碳纤维,以及热固性/热塑性聚氨酯(TPU)网布混合/碳纤维复合材料。
推荐理由:研究对比三种CFRP在液氮循环前后的力学性能,为低温贮箱选材提供了可参考的筛选数据。
文章列举了PEEK注塑成型15类常见问题(如欠注、熔接痕、蛇形纹、浮纤、翘曲变形)的原因与解决办法,并说明人形机器人PEEK制件通常需对关节轴承位、螺纹孔、配合面做CNC二次加工,推荐硬质合金或PCD刀具,高公差零件需在粗加工后退火释放应力再精加工。
推荐理由:系统整理了PEEK注塑与CNC加工的常见缺陷成因和对策,从事复材加工的工程师可直接对照排查。
NASA 收录的论文研究辐射屏蔽碳环氧复合材料 SC2020 在液氮中暴露 6 和 24 小时后的性能变化,采用 ASTM D3039 拉伸测试、AFM 界面分析和氦气渗透测量的多尺度表征框架。
推荐理由:研究用多尺度表征揭示低温下整体强度未变而纤维基体界面已退化,为航天复材检测方法提供了对比思路。
NASA NTRS 收录研究 Beyond Melting: Amorphous Bonding for Joining and Consolidation,提出以 5–20 μm 聚醚酰亚胺(PEI)中间层在熔点以下实现键合,避免依赖熔融结晶。
推荐理由:研究用PEI中间层把界面愈合与结晶解耦,给出能耗与翘曲的量化结果,可为热塑性复材工艺选型提供参照。
Voltage Vessels公司提交一艘6米长的3D打印复合材料刚性充气艇(RHIB)原型用于美国海上防务评估,艇体由荷兰CEAD公司的大幅面增材制造(LFAM)设备配合HDPro热塑性复合材料(TPC)原料完成。
推荐理由:原文给出了Eclipse X9材料与基准HDPro的拉伸强度对比及海水浸泡数据,可评估该材料在海洋场景的可用性。
该研究考察了六种聚合物基复合材料在室温和液氮低温下的混合模式层间断裂韧性,采用单腿弯曲试验获得 I 型(张开)与 II 型(面内剪切)混合裂纹。结果显示热塑性基复合材料的混合模式总韧性为典型热固性树脂复合材料的 3.1–4.3 倍。
推荐理由:原文给出热塑性与热固性复合材料低温混合模式韧性的倍数对比,可为低温结构选材提供参考。
Toray Advanced Composites 宣布扩展其高性能 Toray Cetex TC1225 LMPAEK 热塑性复合材料体系的 NCAMP 认证。
推荐理由:原文列明了AFP/VBO工艺与五种工艺等效项,可据此评估该热塑性复材体系的适配工艺范围。
该研究考察了新型高导热混合碳纤维(CF)聚合物复合材料在MISSE-17任务中经低地球轨道159天原子氧、紫外、高真空、空间辐射与热循环综合暴露后的性能变化,测试涵盖失重、表面形貌、热光学性质、分子结构、玻璃化转变温度、热降解与热导率。
推荐理由:报告了MISSE-17在轨159天暴露后的测试结果,可用于评估高导热碳纤维复合材料用作空间辐射器的耐久性。
NASA 报告介绍了面向电动飞机高速电机的碳纤维增强聚合物复合材料轴的制造试验,采用双轴/三轴混合织物周向缠绕于增材制造的高温可洗脱芯模,制成四根原型轴,并评估了传统编带方案,认为其适合自动化高节拍高性能力件生产,结果表明复合材料电机轴具备制造可行性。
推荐理由:报告给出碳纤维复合电机轴的制造试验路径与缠绕/编带方案对比,对评估复材在高速旋转件上的工艺可行性有参考价值。