智能材料的研究应用及发展趋势
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剂 或 高 分 子化 合 物 。活 性 剂 主要 是 一 些 极 性物 质 （ 如水 、 乙
测 飞 行 速 度 、 度 、 度 等 各 种 气 象 条 件 ， 能 对 变 化 的环 温 湿 并 境 做 出反 应 ， 改变 机 翼 形状 等 。另 一功 能 是适 合 于 当前 的 如
Ｉ ， 器 其作用有： ①监测复合材料加工制造过程 ， 随时报告加工 Ｉ 过程中出现的缺 陷； 监测飞行器结 构所 处的状态 ， ② 随时报
告疲 劳和 温 度 等情 况 ； 利 用 光 纤 传感 器 和神 经 网络 处 理 器 ③
对结 构 进 行 在 线 综 合 评 估 。 加 拿 大 多 伦 多 大 学 和 波 音公 司 建 立 了世 界 上 首 架 含 有 光 纤 的 机 翼 前 缘 损 伤 评 估 系 统 原
型 。 冲击 过 载 实 验 表 明 ， 人 光 纤 进 行 损 伤 评 估 是 可 行 的 ， 埋
电子 战 ， 具有 识 别 、 为 干 扰 、 蔽 通 讯 、 胁 警 告 的 电子 即 人 屏 威
保 障 系 统 。对 于材 料 内部 的 缺 陷和 损 伤 ， 能表 层 能进 行 自 智 诊断 、 自修 复 、 自适 应 ， 能 抑 制 噪 声 和 振 动 ； 于航 空 航 天 还 对
飞 行器 座 舱 能 够 自动 通 风 、 暖 和冷 却 。 保 ３ 翼 面 的气 动 弹 性 设计 ： ） 如果 在 翼 面 中 埋人 传 感 元 件 和 驱 动元 件 ， 用 驱动 元 件 改 变 机 翼 翼 面 下表 面的 曲度 ． 可 利 就 使 机翼 具 有 足 够 的 升力 而不 增 大 阻 力 。也 可 以 利用 驱 动 元
电 流变 体 材 料 要 求 有 良好 的颗 粒 ／ 液组 合 以及 长 期稳 载 定 性 和 使 用 重复 性 。它 一般 由分 散 相 、 散 介 质 和添 加 剂组 分
成 。分 散相 多为 直 径 在 微米 级 的 多 孔 疏松 颗 粒 。 以是无 机 可 物 （ 硅 酸 铝 、 氧化 硅 等 ） 有 机 物 （ 甲 基 丙 烯 酸 盐 、 醛 如 二 或 聚 酚 树 脂 、 甲 基 纤 维 素 等） 可 以 是 单 相 颗 粒 ， 可 以 是 复 相 颗 羧 ； 也
的计 算 机 硬件 一 起， 连续 及 时 地 评 价 飞机 结 构 的 状 态 和完 整
性 ， 防止 发 生 突 发 性灾 难 。在 军 舰 方 面 也 需 要 智 能表 层 ． 以
它 能 调 整 军舰 的外 壳 特 性 ， 少 和 改 变舰 上发 出 的声 音 。 减 使 敌 方 声纳 检 测 不 到本 舰 的 声讯 号 ： 同时 可 以将 军舰 表 皮模 仿 海 豚 的皮 肤 ， 减少 阻 力 ， 也要 求 表 层 材 料 本 身 能 够 做 到 自诊 断、 自适 应 、 自修 复 。
并 解 决 了埋 人 光纤 的处 理 和铺 层 分 布 、 传感 器 的结 构 和多 多 路 传 输 、 感 器信 号 的 再 生 和结 构 问 连 接 等 问题 。 传 １４电流 变体 智能 材 料 ． 电流 变 体 是 由 微 米 尺 寸 颗 粒 悬 浮 于 绝 缘 体 中 形 成 的 悬 浮液 。在 外 电 场作 用 下 ， 电流 变 体 可 以在 液 态 和 固态 之 间作 快速 、 可逆 、 可控 的变 化 。即在 外 电场 作 用 下 ， 流变 体 在极 电
凝胶状的固体 ； 电场 撤 去 后 ， 可 以 瞬 间恢 复 流动 状 态 。 电 又 流 变 体 的 主 要特 点是 响应 速 度 快 ， 点在 于转 变 电压 太 高 ， 缺 性 能 易受 外 界影 响 。
感 器 ， 天 线 内 布设 控 制驱 动 器 的 编码 器 和控 制 电路 。当 传 在 感 器 测 出 表 面误 差 不 符 合 要 求 时 由控 制 电路 通 过 编 码 器 激 活 驱 动器 ， 实现 自适应 控 制 。 ５ 飞 行 状 态 的 监 测 ： 了保 证 飞 行 安 全 ． ） 为 无论 是 民用 还 是 军用 飞 机 都 必 须 随 时监 测 ， 至离 开服 役 现 场 大 修 检 测 。 甚 飞机 结 构 中埋 入传 感 器 ， 与人 工智 能 、 号 处理 器 和适 当 可 信
地 面 上 是 收 拢 的 ， 高 空 缓 慢 地 展 开 ， 寸很 大 又 细 长 ， 到 尺 形
状 和 方 向精 度 要 求 很 高 ， 空 间无 重 力 、 阻 尼 作 用 下 ， 在 无 必 须 采用 能 实 现 主 动 控制 振 动 和形 状 的 智 能 桁 架 结构 。通 过
在天 线 反 射 面 边 界上 布 置 一 批 驱 动 器 和 测 量 表 面误 差 的 传
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敏） 皮（ 皮） 表 蒙 。未 来 飞 机 蒙皮 不 仅 起机 翼 作 用 ， 还 可 以检 它
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目 人们使用光纤 已制作成各种埋人式复合材料传感 前，
短 的 时 间 内其 表 观 粘 度增 加几 个 数 量 级 ， 流 动 的 液体 变成 从
件 改 变 机 翼前 缘 和 后缘 的角 度 等， 感元 件 监 测 动作 的情 况 传
和程 度 ， 以达 到 自适 应 气动 弹 性 控制 。
４能够实现精确控 制的智能结构： 空间站的天线 。 ） 如 在
粒 （ 包有 聚合 物 壳 的 导 电颗 粒 等１ 如 。分散 介 质 为 导 电性 较 差 的液 体 ． 硅 油 、 物 油 、 如 矿 卤代 烃 等 。加 人 到 电 流 变 体 中的 添
加 剂 主 要 有 两 类 ： 定 剂 和 活 化 剂 稳 定 剂 通 常 为 表 面 活 性 稳
剂 或 高 分 子化 合 物 。活 性 剂 主要 是 一 些 极 性物 质 （ 如水 、 乙
测 飞 行 速 度 、 度 、 度 等 各 种 气 象 条 件 ， 能 对 变 化 的环 温 湿 并 境 做 出反 应 ， 改变 机 翼 形状 等 。另 一功 能 是适 合 于 当前 的 如
Ｉ ， 器 其作用有： ①监测复合材料加工制造过程 ， 随时报告加工 Ｉ 过程中出现的缺 陷； 监测飞行器结 构所 处的状态 ， ② 随时报
告疲 劳和 温 度 等情 况 ； 利 用 光 纤 传感 器 和神 经 网络 处 理 器 ③
对结 构 进 行 在 线 综 合 评 估 。 加 拿 大 多 伦 多 大 学 和 波 音公 司 建 立 了世 界 上 首 架 含 有 光 纤 的 机 翼 前 缘 损 伤 评 估 系 统 原
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电 流变 体 材 料 要 求 有 良好 的颗 粒 ／ 液组 合 以及 长 期稳 载 定 性 和 使 用 重复 性 。它 一般 由分 散 相 、 散 介 质 和添 加 剂组 分
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它 能 调 整 军舰 的外 壳 特 性 ， 少 和 改 变舰 上发 出 的声 音 。 减 使 敌 方 声纳 检 测 不 到本 舰 的 声讯 号 ： 同时 可 以将 军舰 表 皮模 仿 海 豚 的皮 肤 ， 减少 阻 力 ， 也要 求 表 层 材 料 本 身 能 够 做 到 自诊 断、 自适 应 、 自修 复 。
并 解 决 了埋 人 光纤 的处 理 和铺 层 分 布 、 传感 器 的结 构 和多 多 路 传 输 、 感 器信 号 的 再 生 和结 构 问 连 接 等 问题 。 传 １４电流 变体 智能 材 料 ． 电流 变 体 是 由 微 米 尺 寸 颗 粒 悬 浮 于 绝 缘 体 中 形 成 的 悬 浮液 。在 外 电 场作 用 下 ， 电流 变 体 可 以在 液 态 和 固态 之 间作 快速 、 可逆 、 可控 的变 化 。即在 外 电场 作 用 下 ， 流变 体 在极 电
凝胶状的固体 ； 电场 撤 去 后 ， 可 以 瞬 间恢 复 流动 状 态 。 电 又 流 变 体 的 主 要特 点是 响应 速 度 快 ， 点在 于转 变 电压 太 高 ， 缺 性 能 易受 外 界影 响 。
感 器 ， 天 线 内 布设 控 制驱 动 器 的 编码 器 和控 制 电路 。当 传 在 感 器 测 出 表 面误 差 不 符 合 要 求 时 由控 制 电路 通 过 编 码 器 激 活 驱 动器 ， 实现 自适应 控 制 。 ５ 飞 行 状 态 的 监 测 ： 了保 证 飞 行 安 全 ． ） 为 无论 是 民用 还 是 军用 飞 机 都 必 须 随 时监 测 ， 至离 开服 役 现 场 大 修 检 测 。 甚 飞机 结 构 中埋 入传 感 器 ， 与人 工智 能 、 号 处理 器 和适 当 可 信
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４能够实现精确控 制的智能结构： 空间站的天线 。 ） 如 在
粒 （ 包有 聚合 物 壳 的 导 电颗 粒 等１ 如 。分散 介 质 为 导 电性 较 差 的液 体 ． 硅 油 、 物 油 、 如 矿 卤代 烃 等 。加 人 到 电 流 变 体 中的 添
加 剂 主 要 有 两 类 ： 定 剂 和 活 化 剂 稳 定 剂 通 常 为 表 面 活 性 稳