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MXene 作为新型二维过渡金属碳/氮化物的典型代表，凭借优异的导电性、可调控的层间距及丰富的表面官能团，在智能电磁领域展现出广阔应用前景。本文围绕 MXene 基复合材料的制备方法、性能调控策略及其在电磁功能材料前沿领域的研究进展展开系统论述。首先，介绍二维 MXene 材料的核心特性，重点分析 MXene 基复合材料的主要制备路径与微观结构特点；随后，深入探讨复合材料的性能调控策略，详细剖析结构设计、表面改性、复合杂化等多维界面协同优化的作用机制；最后，针对当前 MXene 基复合材料面临的环境稳定性欠佳、规模化制备技术受限、多功能协同平衡难度大等核心挑战，提出未来智能电磁材料设计的研究方向，为该类材料在航空航天等高端领域的实际应用提供参考。
雷达与红外隐身材料对于提升装备隐身性能具有重要意义，近年来，钒基氧化物因其独特的热致相变特性、优异的红外辐射调制能力在雷达与红外隐身领域展现出广阔的应用前景。本文从多组分设计、结构调控、元素掺杂改性3个维度，系统阐述了二氧化钒（VO2）、三氧化二钒（V2O3）、五氧化二钒（V2O5）基隐身材料的性能优化方法及机制。此外，本文提出了钒基氧化物隐身材料研究未来的5大关键发展方向：（1）新型异质结构设计，通过结构调控设计克服钒基氧化物固有缺陷以增强隐身性能；（2）人工智能辅助材料设计，将利用机器学习建模成分-结构-性能关系，精准预测性能参数以缩短材料研发周期；（3）多元损耗机制协同优化，旨在耦合电导损耗、介电损耗与磁损耗实现协同增强，最大化提升隐身性能；（4）复杂界面表征，针对价态丰富导致的复杂界面，强化界面表征以揭示复合体系吸波机理；（5）宽频段自适应隐身，基于热致相变特性，开发兼具宽频段与自适应响应的隐身材料。
整体式催化剂的一体化结构在降低流动阻力、提高传质传热效率的同时，规避了颗粒催化剂形态上的不足，使其具有更为高效、稳定的催化效果，在空间站、载人飞船、卫星姿态、轨道调控等领域中已有广泛应用。但传统成形方式在制备催化剂时无法实现宏观尺度上复杂结构的定制化生产以及微观尺度上孔道结构的灵活调控，制备工艺的落后阻碍了整体式催化剂的进一步发展。目前，国内外学者已开始使用增材制造技术进行整体式催化剂的设计与制造，其中根据使用需求对催化剂的三维结构、成形方式以及载体材料进行设计与选用是研究的重点。本文首先概述整体式催化剂传统成形方法的应用缺陷与增材制造成形方法的技术优势，进一步详细介绍催化剂结构的设计与调控方法，分析不同成形方式下载体的结构特征与后处理方法，总结常见的打印材料及载体性能，最后结合3D打印整体式催化剂在航空航天及各行业的实际应用现状，对催化剂增材制造的未来发展趋势，以及高温成形过程中催化剂孔隙结构保护、比表面积维持、活性组分负载等进行系统展望。
自适应温致变色材料在可见光波段可满足军事动态伪装应用要求。然而，随着战场多波段伪装要求提高，尤其是雷达波段伪装的发展，仅具备单一温致变色功能材料已不适合战场发展需要。因此，实现变色/雷达兼容伪装成为需要重点解决的问题。采用原位聚合法制备自适应温致变色微胶囊材料，借助SEM、XRD和FTIR分析变色微胶囊材料的物质组成，并通过同轴法分别测试变色微胶囊材料、雷达吸波材料和雷达-变色兼容复合材料的吸波性能。变色微胶囊材料由变色复配物（荧烷染料、双酚AF、十二醇和共轭变色物）和脲醛树脂壁材组成，制备的变色涂层材料由变色微胶囊、水性聚氨酯与助剂三类物质组成，这三类物质互不影响，相互兼容。吸波测试表明：变色涂层介电常数和磁导率的虚部均为0，不具备电损耗和磁损耗性，也未对雷达吸波涂层吸波性能产生明显影响。由于新研制的变色涂层材料中各类物质都不具备吸波能力，属于透波材料，最终变色涂层与雷达吸波涂层能够实现良好兼容。
以氧化石墨烯（GO）作为基底材料，MgCl2为催化剂，在N2与NH3的混合气氛下，利用化学气相沉积法将GO转化成还原氧化石墨烯（RGO），同时在其表面生长崩溃型氮化硼纳米管（CBNNTs）合成RGO/CBNNTs复合材料。通过控制反应温度（800、850、900 ℃）可有效地抑制副产物MgF2的生成并控制CBNNTs管壁内径的生长，进而制备出三种RGO/CBNNTs复合材料。通过对RGO表面负载不同管径的CBNNTs，考察RGO/CBNNTs复合材料在2～18 GHz频段内的吸波性能。其中RGO/CBNNTs-900的吸波性能最佳，根据测试数据可知，在13.36 GHz处RGO/CBNNTs-900的最小反射损耗（RLmin）达到−49.17 dB，匹配厚度仅为1.59 mm，上述各项参数均强于RGO。由于RGO的电导率较高且介电常数较大，极其容易引起电磁阻抗失配问题。而CBNNTs的引入将RGO的ε′从7.7降低到5.1，缓解RGO电导率较高、介电常数较大的问题，提升微波吸收性能，此方法为RGO材料在微波吸收领域的应用提供新的思路。
陶瓷型芯是航空发动机单晶高温合金空心涡轮叶片的重要转接件。为解决陶瓷型芯精细结构抗冲击不足的问题，采用光固化增材制造研制复合成型铝-硅基陶瓷型芯，形成尺寸精度和三点抗弯强度分别可达±0.003 mm和314 MPa的致密α-Al2O3相陶瓷精细结构部件，具有良好的抗冲击性；利用热压注成型包裹铝基陶瓷部件的陶瓷型芯主体，其抗弯强度和显气孔率分别为12 MPa和29.5%，使陶瓷型芯主体保证良好的退让性和溶失性。同时，建立铝-硅材料异质界面分离间隙宽度与两种材料热膨胀率、收缩率和弹性模量的关系，采用增材制造铝基陶瓷部件表面微观纹理设计，在复合成型陶瓷型芯上形成镶嵌咬合式铝-硅界面微观结构，提高异质界面的物理结合能力，有效补偿热过程异质界面分离。利用复合成型铝-硅基陶瓷型芯实现单晶空心涡轮叶片的基础浇注验证，工艺孔尺寸符合性高，内腔无多余金属，在航空发动机高温合金叶片精密铸造领域具有广阔的应用前景。
点阵结构因其优异的力学性能，在航天器轻量化结构和缓冲吸能装置上展现出广阔的应用前景。本工作提出基于八边形双棱锥结构和Kelvin结构的混合结构1，并通过拉伸处理得到长宽高比为2∶2∶3的混合结构2，采用选区激光熔融制备对应的点阵结构。通过实验和仿真系统地研究混合结构的力学性能、吸能特性及变形机理。结果表明：混合结构的力学性能和吸能性能均得到显著增强；当相对密度相同时，混合结构1的吸能效率提升15.7%，混合结构2的比强度和比吸能分别提升93%和92%。在变形机制方面，混合结构1均匀坍塌，呈现出以弯曲为主导的变形机制；混合结构2则是全程自下而上逐层坍塌。为了进一步改善混合结构变形机制和提高力学性能，对混合结构的几何参数进行优化，发现改变内外杆件直径比例λ可以实现对混合结构的调整优化。λ=0.75时，混合结构1的综合性能最优，其比强度和比吸能分别提高21%和10%。
2.5D机织复合材料因高比强度、高比模量和良好的抗分层性能而在航空航天领域极具应用前景，目前尚缺乏其高温力学性能与破坏行为的研究。针对2.5D机织Cf/Al复合材料，开展高温400 ℃下准静态拉伸力学响应与失效行为的数值模拟与实验研究。基于纱线内部组织和纱线的周期性分布特征，构建微观和细观尺度的代表性单胞模型，结合与温度相关的基体和界面性能参数，建立微观和细观尺度的有限元模型，分析高温环境下复合材料热应力分布以及拉伸载荷下的宏细观力学行为。高温环境下复合材料内部热应力分布不均，基体主要承受压应力作用而纱线则处于拉应力状态；高温拉伸模量、拉伸强度和伸长率的实验值分别为63.7 GPa、238 MPa和0.72%，高温拉伸曲线的数值模拟结果与实验结果基本一致，二者误差小于10%；高温拉伸过程中热应力导致的基体与界面损伤逐渐累积和扩展，拉伸前期出现明显的界面失效与脱粘现象，随着拉伸应变增加，复合材料先后发生纬纱的横向开裂和经纱的局部失效，拉伸后期严重的经纱轴向断裂导致复合材料失去承载能力而发生破坏。
为了提高K465高温合金叶片服役裂纹钎焊修复接头的高温性能，采用新型Co-Cr-Ni-W-Al-Ti-Ta-B钎料，在1220 ℃/15 min条件下分别对0.05 mm和0.2 mm两种间隙K465高温合金钎焊连接进行研究，分析两种接头微观组织、元素分布规律和高温拉伸性能。结果表明，钎料对母材有优异的冶金相容性，钎焊过程中发生明显元素互扩散。0.05 mm间隙接头由γ′相弥散分布的γ/γ′双相基体和(W，Cr)B、富Ti硼化物、NiAl等化合物相组成；对于0.2 mm间隙接头，由于引入高温合金粉末填充材料，化合物相弥散分布、尺寸细化，但相种类未发生改变。两种间隙接头1000 ℃高温拉伸性能相当，0.05 mm和0.2 mm间隙钎焊接头抗拉强度分别为383 MPa和396 MPa，约为K465合金母材的70%。由于钎料与母材之间良好的冶金相容性以及B2有序NiAl相的强化作用，两种间隙钎焊接头均表现出优异的高温拉伸性能。
焊接热循环过程中，热影响区内析出相分布特征与微观形貌的改变，极易导致焊接接头出现典型的热影响区软化，使其成为整个接头中最薄弱的环节。本工作提出一种融合光纤激光焊接工艺与高热稳定含Ce稀土析出相协同作用的焊接策略，通过调控熔化区和热影响区的析出相结构，一方面改善焊缝熔化区和热影响区析出相结构，另一方面显著缩窄热影响区尺寸、降低热影响区软化，进而整体提升焊接接头力学性能。结果表明：焊缝熔化区内形成大量微米/亚微米级析出相颗粒，这些颗粒弥散分布在枝晶臂边缘，有效钉扎位错、阻碍变形过程中位错的运动，从而强化熔化区；同时，热影响区内保留的高热稳定的稀土析出相则一定程度地维持合金原有的组织结构，使热循环过后热影响区的宽度控制在100 μm左右，显著降低焊接热循环对热影响区微观组织的影响。拉伸性能结果表明，经Ce元素微合金化及激光焊工艺优化后，焊接接头表现出良好的力学性能，所得接头拉剪强度达母材的74.4%，证明该焊接策略在实现稀土镁合金高质量连接方面的可行性与有效性。
