有机PTC复合材料及性能研究

具有电阻正温度系数效应的导电聚合物复合材料虽问世不久，但应用开发进展很快。本文介绍了以聚乙烯为基，添加导电碳黑所制备的复合材料的ＰＴＣ特性及聚合物、碳黑等对ＰＴＣ效应的影响。     

石墨烯/聚合物导电复合材料研究进展

石墨烯是新一代的纳米级碳材料,具有优异的机械、导电性能以及其他的功能性能,是制备聚合物导电复合材料的理想填充物.对石墨烯的常用制备方法进行比较并分析其优点与不足,介绍了石墨烯及其复合材料的导电及机械性能,并对石墨烯及其聚合物导电复合材料的应用研究进展进行了系统的综述.最后,对该领域所存在的问题进行了总结,并展望了其发展趋势.     

聚酰亚胺低介电常数材料的研制

以均苯四甲酸二酐、二胺基二苯醚、乙酰胺及纳米SiC颗粒为原料,经加热固化等工艺,制备了低介电常数和低吸水性的聚酰亚胺基复合材料.这种复合材料是纳米小颗粒均匀分散到聚酰亚胺聚合物大分子空间,形成了网络状杂化复合体系,材料的介电常数低达2.2,化学抗湿性能为0.6%.     

基于碳纳米管薄膜的复合材料在线损伤监测

考虑到纤维增强树脂基复合材料会在服役过程中因受冲击、压缩以及疲劳等因素的作用而发生损伤,基于碳纳米管薄膜优异的力电响应特性开发了一种具有在线损伤监测能力的自感知复合材料。碳纳米管可在薄膜中形成导电网络,复合材料损伤会破坏导电通路,使碳纳米管薄膜的电阻大幅度增加。通过测量自感知复合材料的边界电压并利用电阻层析成像法对碳纳米管薄膜内电导率的分布变化进行求解/成像,实现了复合材料的在线损伤监测。分别对贯穿孔损伤和I型层间断裂损伤模式进行了研究,结果表明所制备的自感知复合材料对这两种损伤模式均可实现损伤定位及图像化显示,对于贯穿孔型损伤模式可实现对面积占比0.038%的损伤进行在线监测,定位精度可达毫米级。     

碳纳米管/苯乙烯-4-乙烯基吡啶共聚物纳米复合材料的气敏特性研究

纳米管(CNTs)是一类新型的纳米功能材料.它具有大的比表面积,利于气体的吸附,而与吸附气体的相互作用又常可使其电学性能发生明显变化,为此它的气体敏感特性研究引起了广泛注意.碳纳米管与聚合物材料复合,可以进一步改善其气敏响应特性,提高响应的灵敏度以及可回复性,当选择适当的聚合物复合时,还可使其对检测气体产生选择性响应.但目前这方面报道尚不多见.     

章明秋 复合材料专家

据我们了解,您在聚合物复合材料及功能材料领域开展了系统性和创造性的研究。请您介绍一下近年来的主要研究成果。章明秋:近年来,我们课题组主要在非传统型复合材料领域开展研究,包括聚合物基纳米复合材料、植物纤维复合材料、导电复合材料、减摩耐磨复合材料等,利用各种创新的物理、     

石墨烯/聚合物纳米复合材料研究进展

介绍了近年来石墨烯改性聚合物和功能化石墨烯改性聚合物纳米复合材料的研究现状。其中,在石墨烯改性聚合物方面,主要论述了石墨烯改性聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)以及聚苯胺(PANI)纳米复合材料的制备方法和性能改善;在功能化石墨烯改性聚合物方面,主要论述了二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、十八烷基胺(ODA)、氯化铝(Al Cl3)等对石墨烯的修饰以及改性后的石墨烯对聚合物的影响。最后,对石墨烯/聚合物纳米复合材料的潜在应用和发展前景做出了展望。     

聚乙烯基有机PTC材料研究

本文介绍了碳黑－聚乙烯基复材料的制备工艺，探讨了影响ＰＴＣ热敏电阻材料性能的因素。实验结果表明，在聚乙烯熔点附近（１２５℃）的２０℃温度区间内，复合材料表现出良好的正电阻温度系数特性－ＰＴＣ特性。其ＰＴＣ强度可达１０＾３￣１０＾４。不同的成形工艺对该复合材料ＰＴＣ强度有较大的影响。研究结果表明，双辊混料方式效果好，成型的最佳温度为１６０￣１７０℃。     

FTO/CdTe/Bi_2Te_3纳米结构异质结薄膜的光-热协同响应

利用磁控溅射法在导电玻璃基底(FTO)上先后生长具有一维纳米阵列结构的CdTe光电材料和Bi2Te3热电材料,获得FTO/CdTe/Bi2Te3纳米结构异质结薄膜材料,进一步通过加工Ag电极制备出复合发电器件。将器件分别置于氙灯和卤素灯下进行辐照,通过特殊电路与光路设计,利用光电材料光响应和热电材料热响应的时间差,获取器件在不同光源、电极接触点和光源入射方向下的电压-时间(V-t)曲线,从而实现对器件光和热协同响应特性的表征。通过进一步改变氙灯和卤素灯的光照强度,验证光热协同响应现象的重复性。结果表明:将光电材料CdTe与热电材料Bi2Te3进行一体化设计获得的新型材料能够有效实现对光和热的协同响应,拓宽太阳能光谱的利用范围。     

液晶聚合物分子复合材料研究进展

回顾了液晶聚合物和分子复合材料的发展历史,介绍了溶致型和热致型液晶聚合物分子复合材料及其常用制备方法,简述了原位复合材料的增强机理、界面相容性、影响液晶聚合物成纤的因素以及分子复合材料深入发展的相关问题.     

碳化硅晶须增强铝复合材料的热性能

 <正> SiCw/Al复合材料兼有铝的比重和钛的强度,是一种很有前途的新型材料。它在战斗机尾翼结构和汽车发动机中的应用已经引起了世界各国普遍的关注。 对SiCw/Al复合材料的力学性能在文献(1,2)中进行了阐述,本文仅对SiCw/Al复合材料的热膨胀性能和热传导性能的研究结果给予报导。     

基于数值仿真的飞机雷电流传导通路评估方法

飞行器的雷电防护设计和验证是保障飞行员及飞机安全的必要措施,尤其是随着雷电防护能力较差的复合材料广泛应用。复合材料对雷电流的传导能力远弱于金属,需要为雷电流传导提供额外的通路。本文从国内相关研究极少提及的飞机内部结构电磁建模出发,提出一套飞机内部结构的电磁建模及精度控制方法;构建 F22 飞机左机翼到右机翼的内部金属结构作为雷电流传导通路,基于通用电磁仿真软件进行飞机雷电间接效应仿真;对复合材料蒙皮、金属网蒙皮、金属网蒙皮加内部金属结构三种情况下飞机内部的电磁场及线缆耦合仿真结果进行对比。结果表明:合理的雷电流传导通路设计能够使飞机内部线缆感应的电流强度减半,起到良好的雷电防护效果;该评估方法适用于固定翼飞机的雷电流传导通路设计,能够作为飞机机载设备雷电间接效应试验指标分配的参考依据,便于定位飞机雷电间接效应防护的薄弱环节。     

导热-辐射耦合传热的多尺度分析和数值模型

复合材料高温传热特性的准确预测对飞行器热防护结构的设计有重要意义,相关模型也是国家数值风洞工程中多相多介质计算模型的重要组成部分。针对周期性结构复合材料的高温传热问题,利用多尺度渐进分析方法,对包含导热方程和辐射传输方程的导热-辐射耦合传热模型开展了研究。建立了表征单元尺度模型及宏观平均导热-辐射耦合传热模型,获得了材料宏观等效导热系数与表征单元模型间的关系,发现宏观等效辐射吸收和散射等系数可通过表征单元内的体积平均求取。结合有限容积方法与格子Boltzmann方法,建立了复合材料导热-辐射耦合传热多尺度数值模型。采用二维常物性材料传热过程的模拟验证了多尺度模型的有效性,结果表明所建立的多尺度模型能够对温度场给出准确高效的计算结果。该方法有助于为复合材料传热特性的预测提供数值手段。     

具有电磁屏蔽性能的金属/织物复合材料

用化学镀铜和化学镀镍的方法对纤维织物进行改性,制备出有优良电磁波屏蔽性能的金属 /织物复合材料。该复合织物在 1 0 k Hz～ 1 2 GHz范围内可以获得 50～ 70 d B的优良屏蔽效果和良好的环境稳定性,成本低、结合力好,适用于丝绸、棉布、化纤布和玻璃纤维布等多种织物改性,有良好的应用前景。     

基于导热性能的复合材料微结构拓扑优化设计

基于均匀化理论和拓扑优化技术,提出了复合材料稳态导热性微结构构型的设计方法。根据均匀化理论给出的周期性材料微结构(单胞)等效导热系数的计算公式,结合有限元分析手段对单胞的等效导热系数求解;定义设计区域内微结构每个单元的导热系数为伪密度设计变量,约束材料用量,分别以材料微结构某个方向导热性能最好为目标和宏观结构的散热性能最佳为目标;采用实体各向同性惩罚函数法(SIMP)构造单胞拓扑结构优化数学模型,导出材料等效导热系数的灵敏度计算公式;采用凸规划对偶求解与周长控制约束相结合进行拓扑优化并获得了优化的微结构构型,数值算例结果验证了所提出的拓扑优化方法可以有效地进行复合材料微结构的导热性能设计。     

Hot Corrosion Behavior of Double-ceramic-layer LaTi2 Al9O19/YSZ Thermal Barrier Coatings

LaTi 2 Al 9 O 19 (LTA) exhibits promising potential as a new kind of thermal barrier coating (TBC) material, due to its excellent high-temperature capability and low thermal conductivity. In this paper, LTA/yttria stabilized zirconia (YSZ) TBCs are produced by atmospheric plasma spraying. Hot corrosion behavior and the related failure mechanism of the coating are investigated. Decomposition of LTA does not occur even after 1 458 hot corrosion cycles at 1 373 K, revealing good chemical stability in molten salt of Na 2 SO 4 and NaCl. However, the molten salt infiltrates to the bond coat, causing dissolving of the thermally grown oxide (TGO) in the molten salt and hot corrosion of the bond coat. As a result, cracking of the TBC occurs within the oxide layer. In conclusion, the ceramic materials LTA and YSZ reveal good chemical stability in molten salts of Na 2 SO 4 and NaCl, and the bond coat plays a significant role in providing protection for the component against hot corrosion in the LTA/YSZ TBCs. LTA exhibits very promising potential as a novel TBC material.     

碳/碳复合材料导热性能的研究

对碳/碳复合材料在不同温度下的导热性能进行了研究。研究发现了碳/碳复合材料的导热机理介于金属材料和非金属材料之间,既有声子导热,又有电子导热。在实验温度范围内,导热系数随温度升高而增大。随碳/碳复合材料石墨化程度的增大,晶体微观结构渐趋完整,石墨片层的有序度增加,材料的导热性能增强。对于高密度的碳/碳复合材料,因为晶粒间联通状态良好,热传导载体运动的路径畅通,所以导热系数高。碳纤维及围绕纤维生长的热解碳是热传导的有效通道,所以沿纤维增强方向的导热系数高。     

某型飞机复合材料后机身闪电防护设计及应用研究

飞机的防雷击设计是现代飞机设计的一个重要组成部分,由于复合材料的抗雷击损伤能力比铝合金差,所以必须有可靠的防雷击系统才能保证飞机的飞行安全。以复合材料后机身作为研究对象,详细探讨了闪电防护的方案设计和应用研究及其适航符合性说明。     

Radar Performance with Multipath Using the Complex Angle

The complex angle (CA) method for resolving a low angle target from its multipath signal is evaluated in the presence of system noise. It is shown that standard deviation improvements of around 3-to-1 can be achieved at a 20-dB signal-to-noise power ratio relative to a normal monopulse system without the CA. It is also shown that the CA method is unbiased, giving bias improvements of as much as 100 times relative to normal monopulse. Evaluation of the assumptions in the technique shows very little sensitivity to knowledge of the reflecting surface's conductivity or dielectric constant. However, the method is somewhat sensitive to knowledge of surface roughness.     

高硅氧玻璃纤维布增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料介电性能研究

对高硅氧玻璃纤维布增强聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）复合材料的含胶量、成型压力、烧结温度及环境湿度等多种因素对其介电性能的影响进行了较为系统的实验研究。结果表明,高硅氧玻璃纤维布增强聚;上氟乙烯复合材料在上述因素影响下,其介电常数在２．９０￣３．３０的范围内变化,其中环境湿度是主要的影响因素。