高性能结构吸波陶瓷基复合材料是实现航空高温部件宽频吸波和高承载一体化的理想候选材料。本文以宏观–细观–微观多尺度协同设计为核心研究思路，系统地概述了高性能结构吸波复合材料的基本设计原则。从材料设计的角度出发，综合考虑阻抗匹配和电磁损耗之间的良好平衡，以实现对电磁波的宽频高效吸收。深入梳理微观组分材料（如碳化硅、氮化硅等陶瓷基体，以及碳纳米管、金属氧化物等）对复合材料吸波性能的影响机制，剖析典型宏/细观构型（如层状结构、多孔结构、纤维增强结构等）在调控材料电磁波吸收方面的关键作用。通过建立多尺度结构与性能的关联模型，总结出一系列针对高性能结构吸波陶瓷基复合材料的优化设计方法，涵盖材料成分选择和结构参数优化等多个方面。本文为新一代航空飞行器高温宽频吸波一体化的设计与性能评价提供了重要的理论依据和实践指导，对推动航空航天领域隐身技术与结构材料的协同发展具有重要意义。

SiC/SiC复合材料因其优异的高温性能和轻质特性，广泛应用于航空发动机高温部件制备。然而，材料制备过程中易产生气孔、分层等缺陷，影响材料性能，因此需要准确、高效的无损检测方法。大量研究结果表明，CT检测是SiC/SiC复合材料最有效的检测方法之一，但传统CT 检测通常需要数小时，时间长、成本高，而快速扫描可在样品旋转时连续曝光，可显著缩短扫描时间。通过试验对比不同扫描模式下的图像分辨率、噪声分布及缺陷识别能力，本文提出了优化扫描参数的方法，在保证图像质量的同时提高检测效率。试验结果表明，快速扫描技术在空间分辨率无明显下降的情况下，可大幅提升扫描速度。虽然图像噪声随采样幅数减少而增加，但通过调整电流等参数，可有效降低噪声影响。本文提出了在图像分辨率、噪声及扫描时间之间取得平衡的策略，为SiC/SiC复合材料快速工业CT检测工程化应用提供重要参考。

本文通过低速冲击试验，研究了芳纶纤维与玻璃纤维两种用于机匣包容环的复合材料在不同冲击能量下的破坏形式和失效机理。试验结果表明，当冲击能量为36 J时，芳纶纤维和玻璃纤维复合材料的吸能能力相近，两种复合材料损伤以基体开裂为主。当冲击能量增加至117 J时，复合材料的破坏形式主要为纤维拉伸断裂、分层损伤，在高能量冲击下，芳纶纤维复合材料通过纤维断裂以及分层展现更优的吸能能力。

纤维金属层板（Fiber metal laminates，FMLs）具有优异的综合力学性能，被广泛应用于航空航天和轨道交通等领域。FMLs在应用过程中会受到不同程度的冲击，相对于高速冲击而言，低速冲击产生的损伤大多肉眼不易觉察，但仍会造成裂纹、分层等不可逆的损伤，带来安全隐患。因此，对于FMLs低速冲击损伤的研究不容忽视。本文探讨分析了FMLs的低速冲击损伤机制、影响因素及提高抗低速冲击性能的方法，总结论述了低速冲击性能的评价方法、损伤检测技术及从数值模拟研究现状，最后提出了未来FMLs低速冲击的研究热点及发展方向。

针对碳纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料T 型加筋壁板典型结构在共胶接成型过程中因挥发分难以排除，导致长桁端头局部蒙皮内部形成孔隙缺陷的问题，开展了材料特性与缺陷控制研究。为在固化反应开始之前实现挥发分排除，利用差示量热扫描（DSC）技术，确定胶膜和预浸料的固化反应温度区间；分析黏温曲线，胶膜和预浸料在290 ℃时均处于低黏度状态，可以通过加压排除挥发分；依据对热失重曲线（TGA）的分析，得知胶膜和预浸料在290 ℃时的挥发分释放率分别为67.94% 和88.96%，表明该工艺制度对系统内挥发分具有排除效果。在此基础上，基于对孔隙缺陷成因的分析，提出了长桁端头倒角的缺陷控制方案。结果表明，该方案可以有效减轻纤维屈曲并抑制孔隙缺陷。

采用自主研发的碳纤维展纱–上浆一体化平台制备宽展倍率为2 和5 的展纱碳纤维（Spreading carbon fiber，SCF）预浸料。通过热压工艺制备SCF复合材料层合板。从宽展倍率、面密度、厚度等不同角度表征了SCF预浸带的几何尺度。采用超景深显微镜研究了SCF单向预浸带的几何尺度对纤维排列缺陷、表面形貌的影响规律，并对纤维带的浸润性和树脂浸渍率进行研究。通过SEM进一步分析了SCF复合材料层合板的微观形貌及其在拉伸载荷作用下的断口形貌。结果表明，高倍率下的纤维基本平行一致，纤维错排和滑落的现象较少，SCF单向预浸带的表面能增加，树脂对纤维的浸渍率也相应提高。高倍率下SCF复合材料层合板的拉伸强度提高了18.7%，微观形貌中纤维脱落较少，拉伸断面规整，未见纤维层和树脂的明显剥离。

碳纤维增强热塑性树脂基复合材料（Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites，CFRTP）作为新一代轻量化结构材料，凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性，已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP 与航空铝合金、钛合金等金属材料的可靠连接，可使结构件整体减重达30% ~ 40%，同时兼具金属的高导热性和复合材料的耐腐蚀优势，这对提升飞行器推重比和燃油效率具有显著价值。由于异种材料之间理化性能差异较大，在生产过程中混合应用多种轻量化材料仍面临巨大挑战。本文总结了近年来金属与CFRTP 连接技术的国内外研究成果，包括连接工艺、连接机制以及界面调控方法。首先介绍了金属/CFRTP主要连接工艺与研究进展，进一步概括了热连接界面改性的原理，并分别展开论述了金属与CFRTP 界面机械嵌合调控与界面化学键合调控两种调控方法。最后，系统梳理并总结了当前金属与CFRTP 连接研究进展与存在的关键问题，并对其未来的发展做出展望，为新一代航空航天装备的轻量化设计提供理论支撑和技术保障。

随着航空工业对轻量化、绿色化制造需求的提升，热塑性复合材料凭借高强度、可回收性及高效成型的特性，逐渐成为替代传统金属材料的主要选择。焊接技术作为热塑性复合材料构件一体化装配的核心手段，相较于机械连接与胶接，具有减少纤维损伤、提升结构完整性等显著优势，因此受到了业界关注。本文系统综述了热塑性复合材料焊接技术的研究进展，以及在航空领域的应用现状，重点分析了激光焊接、电阻焊接、感应焊接、超声波焊接和传导焊接5类技术的工艺原理、研究进展及在航空领域的应用实例，最后展望了热塑性复合材料焊接技术的未来发展和研究重点。

MXene作为一种新兴的二维材料，凭借卓越的导电性、机械特性及化学稳定性，在电磁干扰（Electromagnetic interference，EMI）屏蔽领域展现出巨大的应用潜力。本文旨在全面回顾并分析近年来MXene 复合材料的研究进展，系统性地构建其结构特征、制备技术与性能表现之间的内在联系。首先，概述了MXene的电磁屏蔽机理及其多样化的制备方法。随后，聚焦于MXene基复合材料的宏观结构设计，深入剖析了薄膜、多孔结构以及偏离结构等对MXene基复合材料电磁屏蔽效能的影响。这一分析不仅涵盖了结构形态对电磁波吸收、反射及散射行为的调控机制，还揭示了结构–性能关系的科学规律。最后，综合评估了MXene基电磁屏蔽复合材料当前面临的挑战并展望了未来研究中的潜在机遇，旨在为MXene 基电磁屏蔽材料的进一步研发与应用提供科学指导。

针对复合材料风扇叶片燕尾榫根拉伸强度不足的问题，开展了铺层设计策略研究。通过构建含树脂袋缺陷的复合材料插层结构有限元模型，系统分析了下降层角度对插层结构强度的影响规律。同时建立复合材料燕尾榫有限元模型，采集变厚度区域内树脂袋应力数据，基于分析结果优化铺层设计参数。研究表明，当下降层角度取45°和90°时，插层结构强度较0°工况提升28%。优化后，燕尾榫树脂袋应力最大值由 121.57 MPa降至50.50 MPa，应变值整体降低，关键区域应力分散能力与抗应变集中性能显著增强。本研究成果为复合材料燕尾榫结构设计提供了理论依据，对提升其在实际工况下的稳定性与可靠性具有工程指导意义。