中国各大学对复合材料的研究介绍
2013年材料领域22所国家重点实验室介绍
2013年材料领域22所国家重点实验室介绍材料复合新技术国家重点实验室(武汉理工大学)材料复合新技术国家重点实验室于1987年由国家计委批准建设,1990年3月通过国家验收对外开放。
主管部门为国家科技部,现任实验室名誉主任为哈佛大学Charles M. Lieber 教授,实验室学术委员会主任为中科院院士顾秉林教授,实验室主任为张清杰教授。
实验室的主要研究方向及研究领域为:(1)原位复合技术与精细复合材料:采用燃烧反应合成、反应聚合、反应烧结等原位复合技术,制备力学性能和物理功能优异的精细复合材料;(2)梯度复合技术与梯度功能材料:采用梯度复合技术,制备组分、结构、功能呈梯度变化的功能梯度材料或结构—功能一体化材料;(3)纳米复合技术与纳米复合材料:采用金属—陶瓷、有机与无机纳米复合技术,分子、离子、纳米粒子自组技术,制备具有特殊性能的纳米复合结构与材料;(4)材料复合原理与材料设计:在不同尺度上建立材料结构与性能关系的模型与计算机模拟,包括:量子化学在材料中的应用,晶体结构与性能的计算机模拟;复合材料显微结构与性能关系的定量描述,梯度材料设计等。
超硬材料国家重点实验室(吉林大学)1989 年9月国家计委批准,利用世界银行贷款,依托吉林大学建设超硬材料国家重点实验室, 1995年11月实验室通过国家验收并正式对外开放。
崔田教授任实验室主任,邹广田院士任实验室学术委员会主任。
实验室的主要研究方向是:超硬材料和新型多功能高压相材料的制备科学与技术;高温高压等极端条件下的物理;超硬材料的物理基础和应用。
实验室始终坚持材料研究与物理研究相结合,基础问题研究与应用技术研究相结合,重视科研成果的产业化,在金刚石和立方氮化硼的高温高压合成机制与触媒机理、金刚石薄膜和立方氮化硼薄膜的制备及应用、金属纳米材料的制备、高压物理和超高压技术等研究领域取得了一批重要科研成果。
发光材料与器件国家重点实验室(华南理工大学)发光材料与器件国家重点实验室是针对我国战略性新兴产业中光电信息领域的发光显示、光纤通信与传感、节能照明等方面的重大需求,瞄准发光学的国际研究前沿,围绕发光动力学过程、发光材料与器件的关键科学问题,开展发光物理与化学的基础研究和应用基础研究。
C06.金属基复合材料-中国材料研究学会
C06.金属基复合材料分会主席:武高辉、耿林、张荻、马朝利、曲选辉、马宗义、崔岩、白书欣C06-01(Invited)金属基复合材料尺寸稳定性与稳定化设计武高辉哈尔滨工业大学150001精密仪器、惯性技术领域中,材料的尺寸稳定性是仪器、仪表精度的基本保障。
铝基复合材料具有高的比强度、比模量、比Be更高的抗微小变形的能力和优异的尺寸稳定性,并可进行热膨胀系数设计以便和其他材料匹配,成为惯性仪表构件的理想材料。
通过对铝合金尺寸不稳定的机理研究,确定了铝基复合材料尺寸稳定性设计要素,从成分优化、组织稳定、相稳定、应力稳定等角度分析了铝基复合材料的尺寸稳定性原理;并提出了一种冷热循环条件下材料尺寸稳定性评价方法的设计思想、实验准则、评价指标及其可靠性原理,并分析了该方法在惯性仪表材料及其稳定化工艺评价中的实际应用效果。
关键词:金属基复合材料;惯性仪表;尺寸稳定性C06-02(Invited)金属基复合材料检验方法与标准体系现状朱宇宏1,2,3,王燕1,2,3,姚强1,2,3,路通1,2,3,王琼1,2,31. 江苏省产品质量监督检验研究院2. 全国工程材料标准化工作组3. 国家工程复合材料产品质量监督检验中心在金属基复合材料、无机非金属基复合材料和树脂基复合材料这三大类复合材料中,树脂基复合材料已形成了集科研、设计、试制、生产、检测、应用等较完整的工业体系,其标准化工作起步相对比较早,进展也比较快。
相比树脂基复合材料,我国金属基复合材料的相关标准制定工作才刚刚起步。
本文将深入剖析我国金属基复合材料标准现状,对现有金属基复合材料标准、规范进行分析,提出我国金属基复合材料标准体系框架设想,介绍相关国家标准的制定进展,给出我国急需制定的金属基复合材料相关标准的内容和方向。
研究表明:相比树脂基复合材料而言,我国金属基复合材料的检验方法及标准严重缺失。
金属基复合材料的主要理化性能的测试方法至今没有相应标准。
目前金属基复合材料性能的测试方法大多数都是采用金属材料的相应测试方法,这往往不能正确反映金属基复合材料的真实性能。
碳纤维复合材料应用研究报告进展
碳纤维复合材料的应用研究进展姜楠<湖北大学材料科学与工程学院,武汉430062)摘要:本文概述了碳纤维复合材料vCFRP)的性能特点和应用研究进展。
简要介绍了碳纤维复合材料在大飞机制造业,深海油气田,非织造设备等方面的应用情况,碳纤维复合材料湿热性能和抗氧化烧蚀技术的研究进展以及国内外的研究状况。
关键词:碳纤维复合材料大飞机深海油气田非织造设备湿热性能抗氧化烧蚀技术应用研究1前言碳纤维复合材料<CFRP)自20世纪50年代面世以来就主要用于军工,航天,航空等尖端科学技术领域,其高强、高模、轻质、耐热、抗腐蚀等独特的性能使其在飞机、火箭、导弹、人造卫星等方面发挥了巨大作用。
随着CFRP材料性能的不断完善和提高,其优越的性能逐步被认可及价格的大幅度下降,使得它在民用工业上的应用逐步扩大,目前在土木建筑、纺织、石油工业、医疗机械、汽车工业等领域得到了广泛应用。
2CFRP材料的性能特点碳纤维是由碳元素组成的一种高性能增强纤维。
其最高强度已达7000MPa ,最高弹性模量达900GPa,而其密度约为1.8~2.1g/cm3,并具有低热膨胀、高导热、耐磨、耐高温等优异性能,是一种很有发展前景的高性能纤维。
碳纤维由高度取向的石墨片层组成,并有明显的各向异性,沿纤维轴向,强度高、模量高,而横向性能差,其强度和模量都很低。
因此在使用时,主要应用碳纤维在轴向的高性能。
[1-2]碳纤维是黑色有光泽,柔软的细丝。
单纤维直径为5~10pm,一般以数百根至一万根碳纤维组成的束丝供使用。
由于原料和热处理工艺不同,碳纤维的品种很多。
高强度型碳纤维的密度约为 1.8g/cm3,而高模量和超高模量的碳纤维密度约为1.85~2.1g/cm3。
碳纤维具有优异的力学性能和物理化学性能。
碳纤维的另一特征是热膨胀系数小,其热膨胀系数与石墨片层取向和石墨化程度有密切的关系。
碳纤维具有优异的耐热和耐腐蚀性能。
在惰性气氛下碳纤维热稳定性好,在2000C的高温下仍能保持良好的力学性能;但在氧化氛围下超过450C碳纤维将被氧化,使其力学性能下降。
短碳纤维增强铝基复合材料的制备及其性能研究
短碳纤维增强铝基复合材料的制备及其性能研究一、内容描述短碳纤维增强铝基复合材料(Short Carbon Fiber Reforced Aluminum Matrix Composite, SCFRA)作为一种先进的复合材料,凭借其轻质、高强、高刚度、良好的耐腐蚀性等优异性能,成为了现代材料科学领域的研究热点。
本文将围绕SCFRA的制备及其性能展开深入探讨。
在制备方面,本文首先介绍了短碳纤维(Short Carbon Fiber, SCF)的基本特性和常用的制备方法。
SCF具有高强度、低密度、良好的热导性和电导性等特性,因此在众多工业领域如航空航天、汽车制造、建筑工程等得到了广泛应用。
文章详细阐述了铝基复合材料(Aluminum Matrix Composite, AMC)的组成、分类及制备工艺。
铝基复合材料以铝合金为基体,通过填充其他材料如陶瓷颗粒、碳纤维、塑料等,可以显著提高其力学性能、耐磨性、耐高温性等。
结合SCF和AMC的特点,本文提出了一种新型的短碳纤维增强铝基复合材料,旨在充分发挥两者优势,实现高性能化。
通过优化SCF 与AMC的配比、制备工艺和微观结构调控,有望获得具有更高比强度、更高比刚度、良好耐磨性和耐腐蚀性的复合材料。
在性能研究方面,本文首先分析了SCFRA的基本力学性能,如拉伸强度、弯曲强度、压缩强度等。
实验结果表明,SCFRA的力学性能明显优于相同成分的铝合金,显示出短碳纤维对铝基体的增强作用。
本文还探讨了SCFRA的热稳定性、耐磨损性、耐蚀性等性能,并与铝合金和碳纤维增强铝基复合材料进行了对比分析。
研究结果显示,SCFRA在高温下仍能保持较高的力学性能和热稳定性,同时具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
针对SCFRA在实际应用中可能遇到的问题,如界面结合强度低、复合材料易氧化等,本文也提出了相应的解决方案。
通过优化表面处理工艺、控制SCF与AMC的界面相容性等手段,可以提高SCFRA的整体性能。
SiC/SiC复合材料的制备与性能研究进展
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S o t等 测 试 了 带 有 C i 整体 涂 层 的 C .T si VD SC VI
SC SC复合材料 的 气密 性 , i/ i 测试 在常 温 下 进 行 , 体 为 N 气
赵爽 : ,9 4 生, 男 18 年 博士生 , 从事 陶瓷基 复合材料研 究 E ma :h h 0 7 2 .O - i zs 60 @1 6Cr l n
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材料 导报 A: 综述篇
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中国复合材料五十年发展简史
20世纪70年代初,国家对高科技材料的需求日益增多,复合材料成为关注的焦点。
中国科学院成立了第一个复合材料研究所,中国科学院长春应用化学研究所,为复合材料的发展奠定了基础。
同时,许多高校也开始开展复合材料的研究工作,如北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等。
在20世纪80年代初,国家进一步加大了复合材料的研究和应用力度,成立了中国航空航天工业总公司复合材料研究所,研发了一系列用于航空航天领域的复合材料产品,如高温复合材料、高强度复合材料等,成功地应用于航空航天工业。
随着国家技术水平的提高和原材料的供应能力增加,20世纪90年代初,中国复合材料行业取得了长足的发展。
国家出台了相关政策支持复合材料的研究和开发,一批大型复合材料生产企业相继成立。
同时,中国科技界开始与国际接轨,参与国际复合材料学术交流和合作,加速了我国复合材料的发展。
进入21世纪,随着我国经济的高速增长,复合材料行业得到了进一步的发展。
中国航空工业集团公司、中国船舶重工集团公司等国有企业相继成立了复合材料研究院,国内复合材料产量显著增加。
同时,中国加入世界贸易组织,进一步开放了复合材料领域的国际合作,吸引了国际复合材料企业来华投资。
我国在航空航天、汽车、船舶、电子等领域的复合材料应用逐渐成熟。
近年来,中国复合材料行业持续发展。
国家提出了“创新驱动、绿色发展、产业升级、国际化发展”的战略,进一步推动了复合材料产业的发展。
在高端复材领域,中国企业取得了一系列重大突破,如碳纤维、高性能复合材料等进入产业化阶段。
同时,研发和应用方面也取得了一系列成果,在航空航天、新能源、高铁等领域的应用取得了重要突破。
总的来说,中国复合材料五十年的发展经历了从起步阶段到高速发展阶段的历程。
通过国家政策的支持、科技人才的培养和国际合作的推动,中国复合材料行业已经取得了显著的成就,并在一些重要领域实现了国际先进水平。
未来,中国复合材料行业还面临着发展机遇和挑战,需要继续加强科技创新,提高产品质量和技术水平,推动产业升级和国际合作,实现复合材料产业的可持续发展。
中南大学 复合材料基础特性及电致变形模型研究
硬士学位论文第一章绪论第一章绪论IPllc(IonicPolymer-MetalComposites离子交换树脂金属复合材料)是一种新型电致形变高分子材料,其在电场作用下可以产生伸缩、弯曲等各种响应.因此IPMC电致形变材料被用于制造可操控微小部件。
目前,已开始应用于仿生机器人、柔性低阻尼机器臂、传感器、微致动器件、人工肌肉和医用高分子材料等方面.在某些领域可代替重量大、能耗高的马达一齿轮机械传动系统。
另外,利用IPMC材料制造的聚合物基“人工肌肉”模仿鱼尾作为推进器,可以用于制造无噪声的微型舰船。
这种新型的IP粥高分子复合材料与传统的压电陶瓷或形状记忆合金比较,其显著的特点是低电压驱动、大幅值的位移量,另外它还具有质量轻,响应较快的优点。
1.1IPMO材料的研究历史及性质1939年IPMC作为电极材料就开始被研究。
19世纪60年代。
IP瓶最早发展的应用是作为燃料电池的电极。
1992年,Sadeghipour(美国)、MohsenShahinpoor(美国)、Oguro(日本)等发现IPMC具有电致动的特殊性质。
1.1.1IPMC材料电致动特性当在II砸IC材料在两面施加低压直流或低频(小于0.1Hz)交流电压时,IPMC材料就会产生很大的变形。
图I-I显示了施加电压前后IPMC材料的变形情况。
(a)图1-1IPIlc材料电刺激前后变形对比(a)施加电压前(b)施加电压后1.1.2IPMC与其他电致动材料的比较(1)与传统电致动材料的比较1.2.1仿生机器在国内,2001年11月26日,我国第一台蛇形机器人在国防科技大学研制成功。
这条长1.2米、直径0.06米、重1.8公斤的蛇形机器人,能像蛇一样扭动身躯,在地上或草丛中自主地蜿蜒运动,可前进、后退、拐弯和加速,其最大运动速度每分钟可达20米。
头部是机器人的控制中心,安装有视频监视器,在其运动过程中可将前方景象实时传输到后方的电脑中,科研人员可根据实时传输的图像观察运动前方的情景,向蛇形机器人发出各种遥控指令。
10.植物纤维及其增强复合材料的研究进展
第22卷第10期2006年10月农业工程学报T ransactio ns o f the CSAE V o l.22 No.10O ct. 2006植物纤维及其增强复合材料的研究进展张 伏,佟 金※(吉林大学生物与农业工程学院地面机械仿生技术教育部重点实验室,长春130025)摘 要:简要介绍了植物纤维主要组成成分,植物纤维复合材料的发展历史和应用领域。
分别阐述了竹纤维、剑麻纤维、秸秆纤维及木质材料中的纤维的化学组成及结构,以及其增强复合材料的制备方法、研究现状及研究成果。
针对现有植物纤维复合材料研究中存在的问题,提出了利用T R IZ 理论进行计算机辅助创新设计、发展植物纤维编织及混杂工艺、提高植物纤维与树脂间相容性及复合材料降解性能、大力发展农业生物纤维复合材料等方面的未来发展方向。
关键词:植物纤维;纤维增强复合材料;发展趋势;降解中图分类号:T Q 314 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2006)10-0252-05张 伏,佟 金.植物纤维及其增强复合材料的研究进展[J].农业工程学报,2006,22(10):252-256.Zhang F u ,T ong Jin .St atus and developmental trends of pla nt fibers and their reinfo rced composit es [J ].T r ansa ct ions of the CSAE ,2006,22(10):252-256.(in Chinese with English abstr act)收稿日期:2005-11-28 修订日期:2006-04-10基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(50025516)作者简介:张 伏(1978-),男,博士研究生,长春市人民大街5988号 吉林大学南岭校区生物与农业工程学院,130025。
Email:zh angfu33@※通讯作者:佟 金(1957-),男,博士,教授,博士研究生导师,长春市人民大街5988号 吉林大学南岭校区生物与农业工程学院,130025。
全国各大学材料侧重方向
武汉理工大学:主要是传统建筑材料强,有两个半国家重点实验室。
也就是水泥呀,玻璃,陶瓷等等无机非金属方面强,,呵呵。
对了,,好像水泥,传统建筑材料这方面可以说是全国第一吧!想学水泥方面的可以来这里.西安交大:有金属材料强度国家重点实验室,周惠久院士创建的,最近成果不断,science 和Nature主刊上都发过,入选过2010年全国高校十大科技进展,而且现在三个973首席科学家了。
材料加工这边主要是以铸造和焊接为主,焊接是1990年全国五个有焊接的博士点单位。
铸造和热喷涂,最近五年拿了三个自然科学奖或者是技术发明奖,很牛。
重庆大学:主要是镁合金这一块,有国家镁合金材料工程技术研究中心;电镜也不错哈,建有国内一流的的电镜中心;当然冶金也不错哈,材料学和冶金是国家重点学科,就业也蛮不错的。
最近这几年的科研经费一直是学校学院里第一,应该后面5年里发展会更快一些。
北京化工大学:材料学院有两个方向,无机非金属和金属,前者侧重陶瓷和耐火材料,后者侧重表面工程即防腐处理,北化最强的是高分子,它独立于材料学院存在。
北航:北航材料比较强的是金属材料、树脂基复合材料及失效分析。
北航材料相对较强的方向都是与航空航天相关的材料,其侧重点也在航空航天方面,北航的国防、军事课题较多。
西工大:主要的还是凝固那块,金属,非金属和复合材料这块也可以的。
由于军工背景,所以研究方向偏国防领域,整个复合材料就是为国防领域服务的,金属那边也是以高温合金什么的为主,有个金属基复合材料的,基体是金属钛,这个一看就知道应用了吧?清华:清华材料系侧重点是陶瓷材料。
新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室就在清华。
首先是焊接,哈工大最强,号称是亚洲第一...然后就是天大和清华,然后就是华南理工,西北工大等等然后是铸造...西北工大的铸造很强,过了就是哈工大、吉林大学、上海交大也不错......还有模具...华中科技的模具最好,然后中南、上海交大也很不错的....还有很多锻压的话还是上海交大的第一...........高分子川大也不错北京科技大学,材料物理全国第一,世界顶尖(不过鉴于就业方面,大家还是选材料学的多);金属材料籍着钢院的基础,自然强大的很,最近发展的纳米、磁性很不错,研究生也有很多前辈都学腐蚀的,就业比较光;北科材空学位+性别男=好的就业;材料化学虽然是近年才开,但做的液晶直接投入使用,经济效益大大的,而且由于专业人少,所以每个学生能用到的资源相对丰富。
中国复合材料学会专家名单 (1)
孟祥泰
教授
北京航空航天大学
工程热物理
苗冰
研究员
成都飞机设计研究所
飞机结构设计、复合材料设计及分析
潘鼎
教授
东华大学
1PAN基碳纤维及其原丝的制造及结构
裴雨辰
研究员
航天科工集团三院306所
复合材料
彭晓东
教授
重庆大学
铝合金、镁合金及其成形制备技术
祁家毅
研究员
总装备部
申胜平
教授
复合材料结构损伤容限及耐久性设计
郭恩明
研究员
北京航空制造工程研究所
复合材料在飞机上应用的关键技术
郭玉明
研究员
航天科技集团公司一院703所
复合材料
郭少云
教授
四川大学高分子研究所
高分子功能复合材料制备新技术
韩杰才
教授
哈尔滨工业大学校长办公室
复合材料力学、防热结构与材料
郝建伟
高工
中国航空工业第一集团
航空材料体系发展战略和规划研究
先进复合材料-树脂基复合材料应用研究
高巨龙
研高工
哈尔滨玻璃钢研究院
复合材料结构设计及成型工艺
高兰宁
研高工
西飞国际非金属总厂
复合材料与金属胶接制造技术
高树理
研究员
中国航空工业第一集团公司第637研究所
微波功能复合材料
顾伯洪
教授
东华大学纺织学院
纺织结构复合材料
关志东
教授
北京航空航天大学航空科学与工程学院
高性能复合材料制造复合材料自动成型
李毕忠
研究员
北京崇高纳米科技有限公司
热塑性塑料的共混改性
铝基复合材料的制造方法、研究现状及发展
铝基复合材料的制造方法、研究现状及发展李杨20090560材料科学与工程学院090201摘要:本文介绍了铝基复合材料的设计与制备、应用,重点讲述了国内外的研究现状和发展趋势。
关键词:铝基复合,设计与制备,应用,研究现状及发展前言复合材料是应现代科学发展需求而涌现出具有强大生命力的材料,在金属基复合材料中表现尤为明显。
金属基复合材料有铝基、镍基、镁基、抬基、铁基复合材料等多种,其中铝基复合材料发展最快而成为主流。
本文主要对国内外铝及复合材料的研究现状进行简要评述,主要包括材料的设计与制备、界面、性能、应用等方面。
一、铝基复合材料的设计与制备1.基体材料的选择铝基复合材料的基体可以是纯铝也可以是铝合金,其中采用铝合金居多。
工业上常采用的铝合金基体有Al-Mg、Al-Si、Al-Cu、Al-Li和Al-Fe等。
如希望减轻构件质量并提高刚度,可以采用Al-Li合金做基体;用高温的零部件则采用Al-Fe合金做基体;经过处理后的Al-Cu合金强度高、且有非常好的塑性、韧性和抗蚀性、易焊接、易加工,可考虑作这些要求高的基体;增强体和基体之间的热膨胀失配在任何复合材料中都难以避免,为了有效降低复合材料的膨胀系数,使其与半导体材料或陶瓷基片保持低匹配常采用Al-Si为基体和采用不同粒径的颗粒制备高体积分数的复合材料。
基体的强度并不是它的强度越高复合材料的性能就越好。
如纤维增强铝基复合材料中,用纯铝或含有少量合金元素的铝合金作为基体,就比用高强度铝合金做基体要好的多,用高强度铝合金作基体组成的碳纤维的性能反而低。
因此,只有当基体金属与增强体合理搭配时,才能充分发挥基体材料和增强相的性能优势。
2.增强材料的选择增强材料主要有纤维、晶须以及颗粒。
为了提高基体金属的性能,增强材料的本身需要具备特殊的性能,如高强度、高弹性模量、低密度、高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性、增强体与基体金属有良好的润湿性等。
B、Al2O3、Si、和C纤维等是最早的纤维材料,该材料的性能优异,但高昂的成本限制了它们的广泛发展及应用。
复合材料层合结构抗冲击性能研究进展
复合材料层合结构抗冲击性能研究进展石南南2,亢志宽1>2*,王利辉,王小娟2,赵卓(1.北京工业大学建筑工程学院,北京100124; 2.北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100124)摘要:层压复合材料因具有良好的综合力学性能,被广泛用于工业民用、建筑桥梁、军事等结构中。
综述了四类复合材料层合结构的抗冲击性能,包括纤维增强复合材料、混杂纤维增强复合材料、仿生复合材料和功能梯度复合材料。
总结了国内外复合材料层合结构抗冲击性能的研究现状,分析四类常见复合材料层合结构的抗冲击特性。
结合复合材料层合结构抗冲击性能的研究进展,对未来复合材料层合结构在抗冲击方面的应用进行了展望。
关键词:复合材料;抗冲击性能;层合结构;堆叠顺序;功能梯度中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:2096-8000(2021)02-0115-08层压复合材料由于具有良好的耐腐蚀、抗疲劳及良好的材料和结构可设计性等因素被广泛用于工业民用、建筑桥梁、军事等结构中。
然而,复合材料层合结构使用过程中,若受到冲击损伤,其内部会产生微观损伤,从而会严重影响复合材料层合板的剩余强度、耐久性及稳定性[1]。
因此,许多学者对层压复合材料在抗冲击性能方面进行了深入的研究。
通过整理相关文献,将常见的层压复合材料大致分成了纤维增强复合材料、混杂纤维增强复合材料、仿生复合材料和功能梯度复合材料四类。
纤维增强复合材料层合板[2]有很多优良特性,如比强度高、可设计性强等,被用于土木工程、军事、船舶等多个领域,纤维增强复合材料层合板还可以进一步分为碳纤维复合材料层合板[3]、玻璃纤维复合材料层合板[4]、芳纶纤维复合材料层合板[5]等。
混杂纤维增强复合材料板[6]是具有多种纤维特性的复合材料。
仿生复合材料层合板是根据生物材料的组分或堆叠顺序等因素而设计的。
生物材料融合了许多特性,高性能的轻质材料由相对较弱和普通的成分制成,是进化发展的结果[7,8]o功能梯度复合材料层合板[10]是组成元素不断变化的新型材料,具有更轻、更坚固、抗冲击性能更强等突出优点。
剪切增稠液及其复合材料的研究进展
橡 胶 工 业CHINA RUBBER INDUSTRY312第71卷第4期Vol.71 No.42024年4月A p r.2024剪切增稠液及其复合材料的研究进展陈柏宇1,管登高1,彭 燕2,刘 涛2(1.成都理工大学 材料与化学化工学院,四川 成都 610000;2.中国工程物理研究院 化工材料研究所,四川 绵阳 621000)摘要:剪切增稠液(STF )作为新一代智能耗能材料广泛应用于抗刺扎、抗冲击和阻尼减振等领域。
介绍STF 的特性和剪切增稠机理,综述STF 复合材料的制备方式,包括浸渍或喷涂、夹层或填充、共混以及胶囊化;分析STF 复合材料的抗刺扎性能、抗冲击性能、阻尼减振性能与应用。
建议进一步探索STF 的剪切增稠机理,研发对环境不敏感、长使用寿命、可在高冲击速率下应用、磁流变性或电流变性的STF 复合材料。
关键词:剪切增稠液;复合材料;抗刺扎性能;抗冲击性能;阻尼减振性能;共混;胶囊化中图分类号:TQ336.4+2 文章编号:1000-890X (2024)04-0312-08文献标志码:A DOI :10.12136/j.issn.1000-890X.2024.04.03121931年R.V.WILLIAMSON [1]在胶体分散体系中发现了异常流变行为,当剪切力到达一定阈值时,硬球分散液的黏度会出现急剧增大现象。
之后H.FREUNDLICH 等[2]也验证了这一现象,该现象被描述为剪切增稠(由T.GILLESPIE [3]于1966年提出)。
由于突然增大的黏度会破坏仪器设备、阻塞输送流体的管道、使涂料涂覆不均匀,当时多被视为工业生产中的不利现象。
后来随着研究的不断深入,该现象在防护和阻尼减振等领域潜在的应用价值被发现,剪切增稠材料的制备也受到关注。
剪切增稠液(STF )是一种典型的剪切增稠材料,通常是由极性溶剂以及纳米或微米颗粒组成的颗粒悬浮液。
这种悬浮液在正常情况下呈液态,具有较好的流动性,但当所受的剪切力到达一定阈值时,悬浮液黏度急剧增大,甚至出现类固态的转变,而当剪切力加载取消后,悬浮液又快速恢复到初始状态,变为可流动的液体。
石墨烯掺杂聚丙烯复合材料的制备、性能及应用研究进展
石墨烯掺杂聚丙烯复合材料的制备、性能及应用研究进展袁祖培;陈洁;唐俊雄;唐三水;李羽凡;张旺玺【摘要】综述了石墨烯及其掺杂聚丙烯(PP)复合材料的常见制备方法.机械剥离法制备效率低,适合实验室发现性制备;化学气相沉积法对设备要求苛刻、成本高,只适合实验室制备或特殊条件使用的定向制备;化学剥离法和碳纳米管剖开法不适合大规模工业化生产;氧化石墨烯还原法是工业化生产石墨烯的最有效方法;熔融共混法有望成为PP/石墨烯复合材料的工业化制备方法.简要说明了工业化生产PP/石墨烯复合材料的力学、电学、热学性能及其应用领域,最后,展望了PP/石墨烯复合材料的发展前景.%This paper reviews the preparation methods of grapheneandgraphene-doped polypropylene(PP)composites,amongwhich,mechanical stripping is only applied in laboratory due to low efficiency.Chemical vapor deposition is for laboratory or directional preparation as a result of high costs and strict requirements for equipment.Chemical stripping andcarbon nanotubecut-open are not suitable for large scale industrial manufacturing. Reduction ofgraphene oxide has been proved to be the mosteffective preparation method industrially. Melt-compounding methodis emerging field inindustrial process of graphene-doped polypropylene (PP)composites. The mechanical,electrical,andthermal properties ofindustrial PP/gaphene composites were discussed as well as its application.The future development ofthe compositesis described at the last part.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】5页(P88-92)【关键词】石墨烯;聚丙烯;复合材料;力学性能;电学性能【作者】袁祖培;陈洁;唐俊雄;唐三水;李羽凡;张旺玺【作者单位】湖北华强科技有限责任公司,湖北省宜昌市443003;湖北华强科技有限责任公司,湖北省宜昌市443003;湖北华强科技有限责任公司,湖北省宜昌市443003;湖北华强科技有限责任公司,湖北省宜昌市443003;湖北华强科技有限责任公司,湖北省宜昌市443003;中原工学院材料与化工学院,河南省郑州市451191【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+4石墨烯自2004年由英国曼彻斯特大学的Andre Geim和KostyaNovoselov在实验室用胶带剥离法发现以来[1],其优异的力学、电学、热学性能受到了材料科学家的关注。
复合材料王国里的精彩人生——访哈尔滨工业大学金属复合材料与工程研究所所长武高辉
正由于解决了制备工艺问题,我们的复 时教研室雷廷权、杨德庄和周玉等正副
合材料研究才进入了性能设计的层面, 主任以及老教师们始终对我有一种期
目前已经诞生了近20种复合材料,这项 盼,在刚回国最困难的时候从物力、经
技术成为我国特有的金属复合材料制备 费、研究生分配上支持我,同时回国就
技术。
免评审晋升为副教授职称,两年后评上
链接:
金属复合材料是以金属为基体,里面加入不同种类不同形态的陶 瓷做增强体而得到的新材料,它可以发挥金属与陶瓷的各自的优点, 获得通常的合金所不具备的特殊性能。该领域较窄,但在现代航空航 天的关键设备上往往有不可替代的作用。
与复合材料意外结缘
《科学中国人》:刚看到您发明 的那么多新材料,感到一种震撼!它们 解决了我国重大装备的那么多的关键问 题。我们想知道,您是怎样与金属复合 材料结缘的?
制方法,提炼出温度场、流场及浸渗速 正常,没觉得如何辛苦,每次试验都
度的控制要素,从而实现了大气环境下 能有一些新的发现,新的进步,这就
高致密度制备。与美国报道的真空制备 有希望。
方法相比,不仅设备简单,而且由于复
回国后,我所在的哈工大和921教
合时间短,还解决了界面反应等问题。 研室是个好集体,给了我莫大帮助。当
武高辉:说难也难,说不难也不 难。做出小尺寸试样进行理论分析难度 不是很大,但是要稳定地做出大尺寸材 料很难。有了合格的材料,应用研究才 能进行下去,理论研究才有可持续性。 所以,材料制备工艺是最关键的,然而 恰恰制备工艺研究很难,因·综合
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武高辉:说来我很幸运。我是哈 尔滨工业大学77级本科生,1981年毕业 设计时,韩圭焕老师领着我干。当时金 属复合材料这个名词还是韩老师访问日 本时第一次听说的,实验室没有任何制 备设备,不知道怎么干。我们商量做钨 (W)丝增强铜(C u)复合材料,可怎 么实现呢?我自己用铁皮做了椭圆截面 的铁筒,将铜箔铺在铁筒上,用车床将 W丝缠绕在表面,再刷上胶,随后切下 来变成2张单向板。可是怎么把单向板 压接复合到一起呢?又难住了我们,因
软磁复合材料研究进展
软磁复合材料研究进展刘颖,Andrew Peter Baker,翁履谦哈尔滨工业大学深圳研究生院材料科学与工程学科部,深圳(518055)E-mail:liuying05@摘要:本文根据绝缘包覆材料的不同,综述了近年来开发的各种软磁复合材料及其生产工艺;介绍了软磁复合材料的主要性能特点及影响因素;最后简要介绍了软磁复合材料在电气设备中的应用情况,对将来研究方向提出看法。
关键词:软磁复合材料,高温绝缘包覆层,压坯中图分类号:TB333 文献标识码:A1.引言随着电气设备小型化趋势,对各式微型粉芯[1]的需求日益显著。
为了研制出能效更高,体积更小,重量更轻的粉芯,开发新型软磁复合材料(Soft Magnetic Composite, SMC)已成为当前一个热点。
SMC材料不仅能有效降低高频涡流损耗,而且还结合了粉末冶金技术的生产优势,在未来几年它将在航空、汽车、家用电器以及其他领域得到广泛的应用。
本文从SMC材料生产工艺、研究进展、性能及影响因素、应用及前景等方面,综述了近几年来SMC材料的发展。
2.软磁复合材料在生产铁粉基软磁材料时,为降低涡流损耗有两种常用方法[2]。
一种是利用合金添加剂来提高材料电阻率,降低涡流损耗,如铁-硅合金(通常含Si3%),铁-磷合金(一般含P0.45%-0.75%),铁-镍合金(含铁50%,含镍50%)等。
但这样降低了饱和磁感应强度,而且合金含量在商业使用上还有一定限度。
这种方法适合应用于直流或较低频率交流装置。
另一种方法则是对磁性颗粒进行绝缘包覆处理,这类就是SMC材料,其结构如图1[3]所示。
SMC材料,有时也称“绝缘包覆铁粉”,是近来逐渐发展起来的一种新型铁基粉末软磁材料。
它通常选用高纯铁粉为基材,经有机材料和无机材料绝缘包覆处理,利用粉末冶金技术使混合粉末成为各向同性的体材料[4,5]。
利用SMC材料生产各类铁芯具有许多突出的优点[6-8]:1.各向同性:这大大增加了设计自由度,单位重量可获得更大转矩以及更大铜的填充率,实现重量更轻、体积更小的目的。
电磁屏蔽橡胶复合材料研究进展
中图分类号: TQ333 文献标识码: A 文章编号: 1005-5770 (2021) 06-0009-05
开放科学 ( 资源服务) 标识码 ( OSID) :
doi: 10 3969 / j issn 1005-5770 2021 06 003
好的电磁屏蔽橡胶复合材料受到了科研工作者们越来越多的
关注ꎮ 电磁屏蔽橡胶的制备方法是向橡胶填充导电或导磁填
料ꎮ 近年来ꎬ 其所用填料逐渐向高性能化发展ꎬ 主要包括碳
材料 / 铁氧体复合填料和新型纳米导电填料ꎮ 此外ꎬ 高效导电
网络结构的设计和调控ꎬ 也是制备屏蔽效能更高、 应用范围
更广的电磁屏蔽橡胶的重要途径ꎮ
(3)
1/2
式中ꎬ μ r -相对磁导率ꎻ σ-电导率ꎻ ε0 -空气介电常数ꎻ t-屏
蔽材料厚度ꎻ ω-角频率ꎮ
对屏蔽材料而言ꎬ 损耗电磁波能量的主要方式是吸收损
耗而不是反射损耗
[3]
ꎬ 由上式可知ꎬ 材料的电导率和磁导率
越高ꎬ 其电磁屏蔽性能越好ꎮ
电磁屏蔽橡胶的基体材料包括天然橡胶、 硅橡胶、 丁腈
Progress in Electromagnetic Shielding Rubber Composites
HE Qin1 ꎬ WANG Jian ̄shu2 ꎬ HE Xian ̄ru1
(1. School of New Energy and Materialsꎬ Southwest Petroleum Universityꎬ Chengdu 610500ꎬ Chinaꎻ
随着电子设备和无线通讯的高速发展ꎬ 电磁干扰以及电
磁污染成为了影响电器元件正常工作和危害人类健康的一个
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究进展
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料研究进展玻璃纤维增强环氧树脂复合材料研究进展张玉楠(西南科技大学材料科学与工程学院,绵阳 621010)摘要:玻璃纤维增强环氧树脂是玻璃钢的一种。
本文综述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些性能,尤其是力学性能,并介绍了它的成型方法。
概述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些应用并提出了展望。
关键词:玻璃纤维;环氧树脂;复合材料;制备Research progress of glass fiber reinforced epoxy resin composite materialYunan Zhang(Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China)Abstract:Glass fiber reinforced epoxy resin is a kind of glass fiber reinforced plastic. This paper reviewed some of the properties of the glass fiber reinforced epoxy resin, especially mechanical properties, and introduces its molding method. Summarizes some application of the glass fiber reinforced epoxy resin and put forward. Keywords:glass fiber;epoxy resin;composite material;preparation前言:玻璃纤维增强热固性塑料是指玻璃纤维作为增强材料,热固性塑料(包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等)作为基体的纤维增强塑料。
因其比重小,比强度高,比最轻的金属铝还要轻,而比强度比高级合金钢还要高,所以又称为玻璃钢。
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中国各大学对复合材料的研究介绍
中国各大学对复合材料的研究介绍塑料知识10月15日讯,天津科技大学采用自制甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-GMA)作为增容剂来增容PA6/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)共混物。
HDPE-g-GMA对PA6/UHMWPE增容作用明显,使其冲击强度提高1倍,断裂伸长率提高3%。
MC尼龙/玻纤复合材料
东北大学将磨碎玻纤与浇铸(MC)尼龙制成MC尼龙/玻纤复合材料。
当加入10%的玻纤后,制品收缩率降低,热变形温度提高20度、,将该材料制成制品后的拉伸强度提高26%,弯曲强度提高13%,压缩强度提高36%。
PA6/水镁石共混物
大连理工大学等将大分子界面改性剂加入到PA6/水镁石共混物中。
共混物断裂伸长率提高12%以上,冲击强度提高1.5kJ/m2,当大分子界面改性剂的用量为8份,水镁石添加量为40%时,阻燃效果最佳,氧指数高达37%。
PA6/改性MMT纳米复合材料北京理工大学等以自行合成的NJ¢1型插层剂对MMT进行改性。
加入12%改性MMT,PA6/改性MMT纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量较PA6分别提高了14%、16.2%和38.1%。
超细滑石粉改性MC尼龙
宁波职业技术学院将超细滑石粉加人MC尼龙中,以改性MC尼龙。
超细滑石粉的加人使MC尼龙的收缩率、吸水率都有所改善,热变形温度提高24度,冲击强度较纯MC尼龙
提高11%。
MC尼龙/纳米氧化铝复合材料
河北工程学院等采用原位聚合技术制备了纳米氧化铝增强MC尼龙复合材料。
当纳米氧化铝含量为4%时,MC尼龙/纳米氧化铝复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度均达到最大值,分别比纯MC尼龙提高19%、33%和11%。
PA11/MMT纳米复合材料
华北工学院采用熔体插层法制备PA11/MMT纳米复合材料。
MMT含量为5%时,复合材料的冲击强度达最大值.是纯PA11冲击强度的2.5倍。
新型增韧刑增韧PA6
辽宁大学等采用新型双官能化增韧剂SWR¢3C对PA6进行增韧。
室温下SWR¢3C的质量分数为20%时,PA6的冲击强度达94.5KJ/m2,接近纯PA6的10倍,达到超韧PA的性能指标。
玻纤增强PA66
北京理工大学采用自制的新型膨胀型阻燃剂聚磷酸三聚氰胺(MPP)对玻纤增强PA66阻燃。
当添加25%MPP时,阻燃材料的氧指数为38.o%,达到UL94v-O级。
高阻隔性可吹塑PA6复合材料
上诲交通大学将(聚烯烃热塑性弹性体/丙烯酸酯类)共聚物(MST)与pA6进行共混,制得高阻隔性可吹塑PA6复合材料。
当MST含量为10%时,可得到综合性能优于PA6的可吹塑。