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随着航空航天、防护结构及交通运输等领域对轻量化、高损伤容限结构需求的日益增长，负泊松比（auxetic）效应为复合材料层合板的功能化设计提供了创新范式。区别于依赖微结构胞元几何变形的传统负泊松比材料，复合材料层合板可通过调控材料各向异性、铺层构型、增强相梯度分布及层间耦合机制，实现面内或面外的等效负泊松比效应。本文系统综述负泊松比复合材料层合板在预测设计、实验制备及力学响应分析领域的最新进展。首先，阐述了经典层合板理论、三维弹性常数模型、多尺度有限元均匀化方法，以及基于层合参数、极表示法与智能优化算法的铺层设计方法，并总结了对应的实验制备及全场应变表征技术。随后，重点剖析了负泊松比效应对关键力学响应的耦合调控机制：在动力学行为中，负泊松比效应与刚度重构、剪切变形及几何非线性深度耦合；在屈曲与热屈曲行为中，其增稳效应高度依赖于边界约束、载荷形式及横向-面内力转换机制；在冲击动力学中，面外负泊松比倾向于提升局部接触刚度与抗压陷性能，而面内负泊松比则侧重于对应力场分布与损伤扩展路径的调控。最后，本文针对多目标铺层优化、负泊松比效应与刚度参数的机制解耦以及向复杂工程板壳结构迁移等发展方向进行了展望，旨在为高性能多功能复合材料层合板的工程应用提供理论指导。
航空航天装备高温服役工况对耐高温树脂基复合材料提出严苛需求，传统环氧、双马树脂体系耐温极限不足，聚酰亚胺材料已成为高端耐高温结构复合材料的核心研究方向。本文系统阐述聚酰亚胺树脂的分子结构特征与热固性、热塑性两类体系，梳理NA封端、PEPA封端、有机-无机杂化及热塑性聚酰亚胺技术迭代历程，对比各类树脂的结构特性、工艺特点与性能短板，重点综述近年来聚酰亚胺基体改性、精准分子结构设计、纤维增强复合体系及夹层结构多功能化的前沿研究进展，总结杂环、大位阻侧基、柔性链段及有机-无机杂化等改性策略的优劣，归纳碳纤维、石英纤维增强复合材料的界面调控、高温服役性能与工程应用现状，分析指出当前聚酰亚胺材料存在耐热性与加工流动性难以兼顾、制备成本偏高、极端高温界面稳定性不足、大型构件成型难度大等技术瓶颈。最后从分子精准设计、低成本成型工艺优化、材料工艺协同匹配、结构-功能一体化开发四个维度展望未来发展方向，为航空航天耐高温聚酰亚胺复合材料的迭代研发与工程化应用提供参考。
高性能树脂基复合材料在直升机领域的应用面临严峻的砂蚀问题，直接影响结构完整性与服役寿命，已成为制约其工程推广的关键瓶颈之一。本文系统梳理了树脂基复合材料砂蚀损伤领域的研究进展，首先阐述冲蚀的基本概念及相关理论，明确砂蚀损伤的物理本质与主要失效模式；接着，从材料组成与结构、界面结合强度等内部因素，砂粒特性与冲蚀条件等外部因素，以及温度、湿度等环境因素三个方面，综述影响耐砂蚀性能的关键参数及其作用机制，并对比分析不同试验方法与工况条件下的研究结果差异。在此基础上，总结现有砂蚀试验标准与装置的发展概况，评估各类研究手段的适用性与局限性。最后，基于当前研究不足，提出应围绕多因素耦合作用机制、损伤演化规律与寿命预测模型构建以及新型耐砂蚀材料设计等方向开展深入研究，为高性能树脂基复合材料在直升机结构中的可靠应用提供理论支撑和技术参考。
陶瓷型芯是航空发动机空心叶片精密铸造中形成复杂冷却通道的关键部件，其尺寸精度直接影响叶片内腔结构质量与成品率。光固化增材制造技术因具有高分辨率、高效率和无需模具等优势，在复杂陶瓷型芯制备中展现出良好应用前景。然而，其在打印、脱脂烧结及浇注服役过程中，仍存在台阶效应、收缩开裂、相变致裂和高温蠕变等问题，导致型芯尺寸精度严重下降。本文围绕陶瓷型芯“原料—制备—使用”全流程，综述了不同阶段影响光固化增材制造陶瓷型芯尺寸精度的关键因素及其作用机理，重点分析了浆料组成、打印工艺、烧结行为和高温服役对尺寸稳定性的影响。最后对该领域的发展趋势进行了展望，未来研究应重点关注高性能浆料设计、打印与烧结协同调控以及面向工程应用的精度评价与标准体系构建。
随着红外技术在高超声速飞行器、红外制导及空间探测等领域的发展，红外窗口材料在高温服役环境下的光学性能测试问题日益突出。传统测试方法主要适用于低温、窄波段和静态条件，难以反映材料高温动态光学行为。本文系统梳理透过率、折射率、发射率和吸收系数等关键光学参数在高温动态条件下的测试原理与方法，重点分析傅里叶变换红外光谱技术、双光束分光光度技术、V棱镜法、最小偏向角法、Etalon法和激光量热法的应用特点及适用范围，总结国内外研究进展，比较不同方法在测试精度、温度范围和实验条件等方面的优缺点。现有研究仍存在高温动态测试标准不统一、通用测试设备不足、测试温度和波段范围受限、服役环境模拟能力不足以及增透保护薄膜研究薄弱等问题。针对上述问题，提出高温动态连续测试、多波段宽谱测试、增透保护薄膜高温光学性能测试和模拟服役环境测试等发展方向。
原位法制备Ti5Si3增强铝基复合材料（aluminum matrix composites，AMCs）增强相构成复杂、形成过程不易控制，难以实现复合材料微观组织与性能稳定调控。本工作通过设计原料组分配比及粉末冶金工艺参数，制备Al-5Si-xTi5Si3（x=0.8，2.0，3.2（质量分数/%））复合材料，深入研究增强相含量对复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明，Si元素通过扩散及固溶析出在Ti颗粒周围偏聚，并与Ti发生互扩散反应生成Ti5Si3颗粒。随着纳米尺度TiSi界面过渡层的形成，Ti5Si3/Al非共格界面转变为Ti5Si3/TiSi/Al半共格/共格复合界面，有效促进增强相颗粒与铝基体间的界面结合。随着增强相含量增加，其微观结构逐渐由块状向纳米颗粒团簇转变并长大为纳米棒状，复合材料的晶粒尺寸得到显著细化。良好的界面结合实现了载荷通过界面的有效传递，促进增强相承载效果的发挥。在位错强化、细晶强化及载荷传递强化的协同作用下，Al-5Si-3.2Ti5Si3复合材料的屈服强度和抗拉强度分别达到318 MPa和377 MPa，较基体分别提高51.4%和42.8%，并保持良好的塑性。这些研究结果为高强韧AMCs的组织结构设计提供新方向，为该材料在航空航天等关键工程领域的应用提供数据支撑。
飞秒激光诱导周期性表面结构（laser-induced periodic surface structures，LIPSS）能够显著提升金属材料的耐磨性、润湿性及自清洁性能，为表面功能化改性提供新途径。以1Cr18Ni10Ti不锈钢为对象，系统探究激光能量密度、光斑搭接率及扫描次数对LIPSS形貌特征的影响规律。结果表明，在多脉冲条件下，增大激光能量密度可提高低空间频率（low-spatial frequency LIPSS，LSFL）LIPSS的尺寸与周期，但能量密度过高会导致高空间频率（high-spatial frequency LIPSS, HSFL）LIPSS均匀性下降甚至结构破坏；光斑搭接率增加促使LIPSS形貌从条纹状HSFL逐步过渡为HSFL/LSFL复合结构，最终形成包状LSFL，其尺寸随搭接率提升而显著扩大；扫描次数增加虽类似能量密度增大的效果，但可进一步提升HSFL的分布均匀性，且避免对其结构的破坏。单脉冲实验中，LIPSS的空间周期由光斑中心向外逐渐降低，且中心区域周期随能量密度增加而增大，揭示了表面结构化与熔融效应耦合作用的机理。研究结果为飞秒激光诱导LIPSS的形貌调控优化提供关键理论支撑，可推动该技术在航空材料领域的应用。
对单晶与多晶FeCoNiCrMn高熵合金、单晶与多晶Ni这4种模型微结构演化受温度依赖性研究有助于理解塑性变形微观机制。本工作基于纳米压痕法，重点比较分析极端低温（1 K）到极端高温（1300 K）变化对单晶与多晶FeCoNiCrMn高熵合金、单晶与多晶Ni的塑性变形微结构演化、原子位移幅度、剪切变形、位错总长和von Mises应力分布的影响。结果表明：从极端低温（1 K）升高到极端高温（1300 K），单晶FeCoNiCrMn高熵合金、单晶Ni、多晶FeCoNiCrMn高熵合金和多晶Ni的最大载荷下降幅度分别为37.69%、29.10%、55.06%和15.64%。由于多晶FeCoNiCrMn高熵合金和多晶Ni晶界存在缺陷，晶界处高应力集中诱导位错在晶界边缘处形核与增殖。受纳米压痕载荷诱导的4种模型塑性变形微结构演化以堆垛层错、孪晶、非晶及相变转化协同作用为主：单晶FeCoNiCrMn高熵合金塑性变形产生类鼓包状结构，限制位错滑移与扩张；单晶Ni塑性变形产生的位错滑移现象较突出；相比于多晶Ni，多晶FeCoNiCrMn高熵合金塑性变形产生的无定型非晶层更厚，位错总长更小，这一趋势受极端低温到高温的变化影响小。多晶FeCoNiCrMn高熵合金和多晶Ni塑性变形均发生晶界的迁移与扩张，为更细纳米晶结构的形成创造有利条件。这些研究结果在研发优异强韧化性能的高熵合金体系方面具有重要理论参考价值。
针对铸造Ti-24Al-15Nb-1Mo合金内部缺陷和室温塑性低的问题，探究热等静压工艺参数（温度、压力、保温时间）对显微组织和室温塑性的影响。采用正交试验设计，对真空自耗凝壳炉熔炼浇注合金试样进行不同工艺参数的热等静压处理，通过X射线探测表征疏松闭合情况，结合扫描电子显微镜和X射线衍射分析相组成及分布，开展室温拉伸性能测试。结果表明：不同工艺参数热等静压处理条件下，铸态Ti-24Al-15Nb-1Mo合金中铸造缺陷疏松和ϕ1～4 mm缩孔完全被消除。通过极差分析表明，温度对合金室温塑性的影响最大，压力对其影响次之，时间对其影响最小。经过 1000 ℃/130 MPa/2 h处理，合金室温抗拉强度提高至887 MPa，较铸态合金提高15%；断后伸长率提高至2.95%，较铸态合金提高4.9倍。因此，热等静压通过缺陷愈合与组织协同优化显著提高合金室温塑性。
通过主动引入缺陷，在2.5D编织SiC纤维预制体中精确构建4种不同严重程度的纤维束缺失缺陷（无缺失、缺失1/3束、缺失2/3束、缺失整束），并采用化学气相渗透结合聚合物浸渍裂解工艺制备成SiCf/SiC复合材料。采用XRD、SEM、CT等表征方法与三点弯曲力学测试研究纤维束缺失缺陷对材料弯曲性能与失效机理的影响。结果表明，制备的SiCf/SiC材料具有BN界面结合良好、基体致密的微观结构。纤维束缺失程度与材料弯曲性能呈显著负相关。无缺陷试样性能最优且最稳定，平均弯曲强度为349.2 MPa，离散系数为1.98%。随着纤维束缺失程度增加，强度逐步下降，整束缺失时强度降至最低值246.6 MPa。失效模式由无缺陷条件下的统计性纤维控制失效，过渡为纤维局部缺失诱发的不确定性失效，最终转变为纤维整束缺失时由缺陷主导的确定性失效。微观分析表明，纤维束缺失不仅直接减少承载截面，更通过引发局部应力集中、改变裂纹扩展路径，降低了材料的承载能力。
针对连续碳纤维增强热塑性聚芳醚酮树脂（CF/PAEK）复合材料胶接强度差导致含加强片的试样力学性能测试结果易受影响等问题，开展电阻焊接加强片对0°拉伸以及0°压缩性能测试结果的影响研究。对焊接过程中温度分布情况以及多组测试结果分析表明，单向试样的热传导会显著影响电阻焊接试样工作段附近加强片的焊接强度，从而使0°压缩测试结果偏低，但不会影响0°拉伸试样以及单搭接剪切试样。通过增加保温层阻止边缘散热可改善0°压缩测试结果，但是电阻焊接导致的两次快速升降温会使加强片内试样结晶度降低，而工作段区域不变，从而导致试样极易在工作段与加强片连接处发生破坏，使压缩强度测试结果仍然低于胶接试样。
基于八面体模型理论对多孔材料拉伸性能表征的初步工作，对泡沫金属抗拉强度的计算进行研究：一是将材料形式从网状孔隙结构拓展到胞状孔隙结构；二是将表征结果与最为认可的Gibson-Ashby模型理论进行比较分析。利用所得拉伸性能关系公式，探讨模型理论在泡沫金属抗拉强度计算中的实践应用。结果表明，八面体模型理论既适用于网状多孔材料，也适用于胞状多孔材料。八面体模型理论和Gibson-Ashby模型理论的性能关系表征都能较好地应用于计算泡沫金属抗拉强度，且八面体模型理论的计算效果更好。前者的理论计算偏差多小于8%；后者的理论计算偏差多为10%左右。Gibson-Ashby模型理论对网状多孔材料的计算偏差较大，接近20%；对胞状多孔材料的计算偏差较小。
