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石墨烯-聚苯乙烯复合材料的制备及阻燃性能研究

石墨烯-聚苯乙烯复合材料的制备及阻燃性能研究

摘要: 采用溶液共混法制备了石墨烯-聚苯乙烯复合材料,通过XRD、SEM、FT-IR、力学性能测试、热失重分析、导热系数及THR分析等手段,研究了复合材料中氧化石墨烯(GO)的质量分数对复合材料物相结构、微观形貌、力学性能、热性能和阻燃性能的影响。结果表明,聚苯乙烯吸附在GO 表面,GO 与聚苯乙烯复合后增大了表面粗糙度,复合后没有改变聚合物的链结构。适量GO 的掺杂改善了石墨烯-聚苯乙烯复合材料的力学性能,PG-6%的复合材料的拉伸强度、断裂延伸率、弹性模量均达到最大值,分别为38.8MPa、10.37%和1505MPa,相比纯PS分别提高了26.38%、8.06%和31.90%。复合材料的导热系数和热扩散系数均随GO 占比的增大而先增大后降低,PG-6%复合材料的导热系数和热扩散系数达到最大值,分别为0.170 W/(m·K)和0.171mm2/s。适量GO的添加改善了复合材料的阻燃性能,使点燃难度增加,放热率降低,PG-6%的复合材料的阻燃性能最优,FPI最高为0.386。
复合 2024年12月23日
多元纤维复合吸波材料设计及电磁性能研究进展

多元纤维复合吸波材料设计及电磁性能研究进展

摘要：随着信息安全、目标隐身与电磁防护等需求的升级，亟需研发高效吸波材料。本文简述吸波材料工作原理，并梳理涂覆型与结构型吸波材料研究进展，最终聚焦纤维混杂吸波复合材料的发展：纤维排列、组分调控及界面设计可协同提升电磁性能与力学性能。通过多元纤维协同设计与多尺度结构优化，纤维混杂吸波复合材料能够实现阻抗匹配与损耗机制的耦合优化，兼具宽频吸收与力学承载特性，推动吸波材料向结构与功能一体化方向发展。最后，总结通过多元纤维混杂体系拓展吸波频带的技术突破并对未来围绕纤维混杂机制深化、多尺度结构设计、环境适应性提升、多功能集成、纤维取向与入射角协同调控、高温陶瓷基吸波材料等方向开发兼具宽频吸收、轻质高强特性的新一代军民两用吸波材料进行展望。
复合 2026年02月15日
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
聚合物基电磁屏蔽复合材料的异质结构构建策略研究进展

聚合物基电磁屏蔽复合材料的异质结构构建策略研究进展

摘要：随着5G 网络的兴起，电磁辐射和干扰问题日益凸显，因此开发有效的电磁屏蔽材料尤为迫切。相较于传统金属基电磁屏蔽材料的高成本、高密度、难加工、易腐蚀等诸多限制，聚合物基电磁屏蔽复合材料具有低密度、耐腐蚀、易加工等优异的特性而备受关注。构建隔离结构、多孔结构、分层结构等异质结构，能够诱导导电填料的取向分布，使聚合物基电磁屏蔽复合材料在低填料含量下，获得高效的导电网络和优异的导电性能，从而提高其屏蔽性能。据此，本文综述了目前具有异质结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究进展，重点介绍了异质结构构建策略、制备技术及其对电磁屏蔽性能的影响，最后对具有异质结构的聚合物基电磁屏蔽复合材料的未来发展提出了展望。本研究对提升聚合物基电磁屏蔽复合材料性能及其在通信、智能穿戴、航空航天等领域应用的开拓都具备指导意义。
复合 2026年01月19日
三维编织复合材料冲击损伤分布的温度和结构效应

三维编织复合材料冲击损伤分布的温度和结构效应

摘要：三维编织复合材料是通过纤维束编织和基体成型制备得到的复合材料, 能以“近净成型”的方式实现材料结构一体化制造复杂外形结构件, 减少装配连接数量. 该材料已经在航空航天、高速车辆和重要民用设施中得到广泛应用. 我们采用高速摄影记录冲击变形过程, 用计算机断层扫描(CT)技术和有限元方法表征三维编织碳纤维/环氧树脂复合材料在多次冲击加载下的内部损伤分布与环境温度、细观结构间的关系. 研究发现, 温度增加,树脂由脆性失效变为韧性失效, 界面黏结强度降低, 失效模式变为纤维/树脂界面开裂和树脂脱黏; 编织角增加,失效模式由界面开裂转变为树脂脱黏开裂和界面开裂同时发生, 抗冲击容限提高, 吸收能量增加导致局部温升提高; 冲击次数增加, 冲击损伤的积累导致增强体变形、界面开裂和树脂脱黏有明显的累加效应.
复合 2024年08月28日
航天无内衬复合材料压力容器结构设计与制备

航天无内衬复合材料压力容器结构设计与制备

文摘：随着航天领域竞争愈发激烈，国内外加大了压力容器“皇冠上的明珠”无内衬纤维缠绕复合材料压力容器（Ⅴ型COPV）的开发力度，无内衬结构意味着必须实现复合材料层密封屏蔽/结构承载功能一体化设计，在材料性能和结构设计方面面临巨大挑战。本文针对结构设计进行系统性的梳理，综述了Ⅴ型COPV结构设计的研究进展，主要从功能阻隔层、形貌、接口设计及不同分析优化方法进行了阐述，介绍了基于模块化设计理念的新型V型COPV构型，并对未来航天用Ⅴ型COPV结构设计方面的发展进行了展望。
复合 2026年02月17日
碳纤维增强热塑性复合材料摩擦性能研究进展

碳纤维增强热塑性复合材料摩擦性能研究进展

摘要：高性能碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)具有高强高韧、自润滑耐磨和成型效率高等优异特性，作为摩擦材料在航空航天、海洋工程、交通运输和医疗器械等领域具有重要应用。本文综述了CFRTP摩擦性能的研究进展，主要包括碳纤维增强聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚苯硫醚、超高分子量聚乙烯和聚酰胺等五种常用热塑性树脂基复合材料的减摩抗磨改性及其机理研究，并对比分析了其各自的优缺点及应用领域。最后对CFRTP在摩擦领域应用中存在的问题和未来发展前景进行了展望，为开发耐磨且力学性能优异的高性能结构- 功能一体化碳纤维复合材料提供有益的参考。
复合 2025年08月26日
光热相变储能复合材料的制备及应用研究进展

光热相变储能复合材料的制备及应用研究进展

摘要：光热相变储能复合材料具有光热转化效率高、潜热储能大等优势，可通过太阳能的吸收、转化和存储，缓解能源供需失衡的矛盾，是目前研究的热点之一。为进一步促进光热相变储能复合材料的研究和发展，本文以光热转化材料为切入点，系统介绍了碳基、金属基纳米粒子和半导体光热转化材料的机制及其制备方法，并总结了不同复合策略所制备光热相变储能材料的光热转化及储能效果。最后，简单论述了光热相变储能复合材料在节能建筑、智能调温织物等方面的应用，以期为研究人员提供借鉴和参考。
复合 2026年01月20日
碳纤维增强树脂基复合材料及其拉索抗低速冲击性能综述

碳纤维增强树脂基复合材料及其拉索抗低速冲击性能综述

摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer composite，CFRP) 拉索具有轻质高强特性和优异的耐腐蚀疲劳性能，可替代钢拉索应用于桥梁结构中以应对桥梁更大跨度、更恶劣服役环境的需求。然而，CFRP 拉索较差的抗低速冲击性能导致其在服役期间面临车辆、落石等撞击的威胁。为全面了解CFRP的抗冲击性能，促进CFRP拉索在工程结构中的应用，本文对CFRP 及其拉索的基础动态力学性能、冲击响应及损伤失效研究现状进行了总结。现有研究表明：CFRP具有应变率敏感性，但CFRP的应变率效应尚不明确，需建立包含全应变率范围的力学性能数据库；CFRP层合板抗冲击性能研究较为全面，然而截面形式差异、较大的长细比、轴向应力耦合等因素导致CFRP层合板的研究结论不能完全适用于CFRP拉索；现有研究停留在冲击能量、锚固长度及温度对小吨位CFRP拉索抗冲击性能的影响，缺乏对大吨位CFRP拉索抗冲击性能及损伤失效机制的研究；CFRP拉索在车辆撞击下破断时的峰值索力远低于其轴向拉伸破断力，应对拉索进行严格的防撞设计。
复合 2024年05月13日
超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的研究现状与分析

超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的研究现状与分析

摘要：超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与碳纤维和芳纶纤维并称当今三大高性能纤维，具备低密度、高抗冲击性能、高断裂强度和模量的特性，同时拥有优异化学稳定性。本文综述了UHMWPE纤维及其复合材料的研究现状和最新进展，包括UHMWPE 纤维和其他几种高性能纤维的性能对比，UHMWPE纤维的典型生产工艺及其对纤维性能的影响，与UHMWPE纤维匹配的树脂基体种类，提高纤维表面粘结性能、耐热性能和抗蠕变性能的改性方法，纤维织造与复合工艺及UHMWPE纤维及其复合材料的应用；最后分析了UHMWPE纤维及其复合材料当前存在的主要问题，探讨了未来可能的发展方向。
复合 2024年05月13日