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纳米纤维复合材料的离子传输动力学调控及其电化学应用

纳米纤维复合材料的离子传输动力学调控及其电化学应用

摘要：纳米纤维复合材料因具有高孔隙率、高比表面积以及多样化的组成和结构可设计性被广泛应用于锂硫电池、锂空电池等新型锂金属电池储能体系中. 电池的电化学性能主要依赖于充放电反应中的离子传输过程，而纳米纤维的结构形态以及表/界面性质对于离子传输动力学具有重要影响. 因此，本文针对新型储能电池应用中离子传输动力学缓慢、中间产物如多硫阴离子等易穿梭，以及负极枝晶生长等关键科学与技术问题，综述了纳米纤维复合材料的创新性设计和制备方法；进一步结合本课题组近期工作重点，阐述了纳米纤维复合材料的组成与结构调控对锂电池中离子传输动力学的优化作用；最后，总结了纳米纤维复合材料在锂电池正负极、隔膜、电解质等领域的应用进展，并讨论了其在新型储能设备领域的挑战和未来发展前景.
复合 2025年08月25日
4D打印磁响应形状记忆环氧树脂基复合材料制备与性能

4D打印磁响应形状记忆环氧树脂基复合材料制备与性能

摘要：以环氧树脂(EP51) 为基体，乙炔炭黑(ACB) 和镍粉(Ni) 为填料，聚醚多元醇(PPG) 为增韧剂共混制成打印墨水，利用直写3D 打印机制备ACB-Ni/EP51 复合材料。通过流变仪、直写3D 打印机对墨水的流变性能和可打印性进行表征；通过拉力实验机(UTM)、扫描电镜(SEM)、动态热机械分析仪(DMA)、差示扫描量热仪(DSC) 对材料力学性能、微观形貌、动态力学性能、差热性能和形状记忆效应进行表征，探究了填料含量对墨水和材料性能的影响。结果表明：ACB 含量达到12wt% 时，墨水具有良好的可打印性；当Ni 粉含量达到16wt% 时，打印针头堵塞造成打印不连续、不均匀。固化后生成的“海岛”增韧结构使材料拉伸强度明显提高(60 MPa 以上)。随着Ni 粉含量增加，对拉伸强度的影响由促进变为削弱。当Ni 粉含量从6wt%增加至14wt%，形状固定率(Rf) 从99.4% 降至94.2%。在300 kHz 交变磁场作用下，形状发生回复，Ni 粉含量增加使形状回复率(Rr) 和回复速率升高，Rr 从94.8% 提升至99.1%，回复时间从39 s 缩短至17 s。Ni-ACB/EP51 复合材料具有较好的形状记忆性能，在空间可展开结构、驱动器及4D 打印等方面有一定的应用前景。
复合 2025年06月05日
固态法制备颗粒增强铝基复合材料的研究进展

固态法制备颗粒增强铝基复合材料的研究进展

摘要：颗粒增强铝基复合材料具备优异的综合性能，可用作结构−功能一体化构件，在新能源汽车、航空航天、核电和兵器装备等领域的应用潜力巨大。不同铝基体、颗粒增强体和制备方法对铝基复合材料的力学性能与物理性能的影响至关重要。近年来，科研工作者在颗粒增强铝基复合材料及其高性能制备方法上开展了大量工作，并取得一定进展。本文通过综述 1xxx 系、6xxx 系等铝基体，氧化物、碳化物等颗粒增强体，粉末冶金法、大塑性变形法等固态法制备方法，力学性能、耐腐蚀性能等服役性能的最新研究进展，系统分析了不同制备方法的优势与目前存在的不足，以期为高性能颗粒增强铝基复合材料的选择、制备与应用提供参考。
复合 2025年03月21日
纳米银复合抗菌剂及其载体的研究进展

纳米银复合抗菌剂及其载体的研究进展

摘要：近年来，新型抗菌材料的开发受到了各领域的极大关注，抗菌技术的应用与人类的健康生活息息相关，有巨大的发展前景。纳米银系抗菌剂是目前应用最广泛的抗菌剂之一，本文对纳米银(Ag NPs) 的抗菌机制进行了讨论，综述了Ag NPs 无机抗菌剂与天然抗菌剂、有机抗菌剂和其他无机抗菌剂等复合的新型抗菌剂的研究进展，同时，从无机载体、有机载体和新型载体这3 个方面对纳米银系抗菌剂的载体进行了总结，为Ag NPs 抗菌剂的进一步研究与应用提供参考。
复合 2024年10月29日
非金属矿物强韧氧化物陶瓷基复合材料研究进展

非金属矿物强韧氧化物陶瓷基复合材料研究进展

摘要：氧化物陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、高耐磨损性、低线膨胀系数、抗氧化、耐高温、耐化学腐蚀和抗高温蠕变等优点，在制造业、航空航天、齿科修复等领域得到广泛应用。非金属矿物与氧化物陶瓷基复合材料的有效复合，不仅能够发挥我国典型非金属矿物的资源赋特征和结构特点，也能够降低氧化物陶瓷基复合材料强韧化成本、提高制备过程的可控性。本文重点介绍了白云石、电气石、海泡石等三种非金属矿物在强韧氧化物陶瓷基（Al2O3、ZrO2和“磷酸钙-高岭土-石英”）复合材料方面的研究进展，归纳了非金属矿物的组分、结构等对氧化物陶瓷基复合材料强韧化的作用成效，并对其发展趋势进行了展望。
复合 2025年03月11日
碳纤维复合材料高温界面性能研究进展

碳纤维复合材料高温界面性能研究进展

摘要：碳纤维复合材料以其强度高、耐腐蚀、质量轻、抗疲劳等优良特性被广泛应用于航空航天及国防军工领域。然而，航空航天用复合材料结构部件在高温、湿热环境中会发生界面损伤和失效。上浆剂是碳纤维复合材料界面相的重要组成部分，研制可以增强界面强度和耐高温的上浆剂对提高复合材料的热力学性能具有重要意义。文中从碳纤维表面上浆剂的角度出发，重点介绍了碳纤维复合材料界面特性、上浆剂的作用机理以及高温下复合材料界面的破坏机制。最后，针对环氧上浆剂耐热性差的缺点，阐述了碳纤维耐高温涂层改性和纳米粒子改性，重点介绍了聚酰亚胺、聚醚醚酮、生物活性多巴胺及氧化石墨烯、多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)纳米粒子等类型改性上浆剂的研究进展。指出发展环境友好型上浆剂和POSS纳米粒子改性将是下一步工作的重点。
复合 2025年02月27日
铜带复合对超导倾斜堆叠结构的电磁特性优化研究

铜带复合对超导倾斜堆叠结构的电磁特性优化研究

摘要：REBCO堆叠结构是超导体应用实现的关键中间载体。然而随着REBCO堆叠结构中带材数量的增加，将产生较大的应力限制堆叠带材的数量。倾斜堆叠结构（CSS）在一定程度上可以平衡堆叠弯曲半径和堆叠数量。允许堆叠的数量增加后，可加入金属带材复合来实现CSS的结构优化。由于CSS电流的分布有着不均匀的特性，固定根数的铜带复合在CSS不同位置对临界电流的影响可能不同。首先，本文基于实验方法和仿真方法，对铜带复合在CSS不同部分的电磁特性展开研究。随后，基于响应面分析法量化了不同复合结构的具体效果。最后通过分析复CSS和普通堆叠的临界电流差异和交流损耗差异，来验证铜带复合CSS的电磁性能优势。
复合 2025年01月15日
选区激光熔化铝合金及其复合材料的研究进展

选区激光熔化铝合金及其复合材料的研究进展

摘要：颗粒增强铝基复合材料因其高比强度、比刚度及优异的耐腐蚀性能等特点，在航空航天等领域应用前景广阔。选区激光熔化技术（SLM）为其提供了一种高效、经济、绿色的制备方式，但该技术对工艺控制水平要求极高，成形过程中粉末构成、激光功率、扫描速度及设备条件等因素对成形产品组织和性能的影响巨大。本文介绍了SLM的基本原理和各个工艺参数对熔池性能的影响，归纳总结了铝合金和铝基复合材料熔池的形成过程，讨论了SLM过程的组织演化和相关参数及增强颗粒等因素对微观组织和性能演化的影响，另外还专门介绍了新兴的外加物理场辅助的增材制造技术。最后，分析了SLM 技术目前存在的问题，并展望了未来研究的趋势。
复合 2024年12月10日
颗粒增强铝基复合材料的制备方法及其热处理研究

颗粒增强铝基复合材料的制备方法及其热处理研究

摘要：概述了原位自生法和固液复合外加法两种制备纳米颗粒增强铝基复合材料的常用方法及几种辅助制备技术，主要介绍了单相及双相混杂增强铝基纳米复合材料制备技术进展，包括SiCp/Al、TiB2/Al、SiCp+Mg2Si/Al及TiB2+Mg2Si/Al等复合材料。同时阐述了颗粒与Al基体界面问题、纳米颗粒对铝基复合材料固溶与时效行为的影响规律。提出了今后纳米颗粒增强铝基复合材料的研究方向。
复合 2024年11月19日
Nb元素对铜-金刚石复合材料界面改性的研究

Nb元素对铜-金刚石复合材料界面改性的研究

摘要:采用粉末冶金法制备铜/金刚石复合材料,研究不同含量活性元素 Nb对铜界面改性的影响机制以及对铜/金刚石复合材料的热导率的影响,利用 XRD、SEM、EDS和导热系数测定仪分析复合材料的界面和热导率.结果表明,随着 Nb含量的添加,能够在烧结过程中形成碳化物界面层,铜和金刚石界面缺陷逐渐减少,界面结合逐渐转好.在1%的含量时,复合材料的热导率达到370.3W/(m•K),相比纯铜/金刚石复合材料提高1.34倍,但当含量超过１vol%,碳化铌中间层变厚,由于 碳化铌自身热导率较低,导致复合材料的热导率降低.
复合 2025年04月11日