关键词： 复合电介质   聚合物基体   介电性能   核壳结构   绿色制备  

摘要： 聚合物薄膜介电电容器在新能源汽车、太阳能和风力并网发电与储能等领域具有广泛应用和广阔的发展前景。钛酸钡/聚合物复合材料具有介电损耗低、击穿场强高的特点,是电容器中核心部分高介电有机薄膜材料极具潜力的选择之一。目前,迫切需要解决高极化特性与低损耗难以协同改善的问题。本工作提出以苹果酸同时作为钛酸钡(BT)表面修饰剂和聚苯胺(PANI)掺杂剂,采用原位聚合法制备了BT@PANI核壳粒子,并以此为填料制备了聚偏氟乙烯(PVDF)基复合材料。结果显示,通过苹果酸与盐酸的两步表面改性法,可获得钛酸钡-苯胺阳离子(BT-An^(+))粒子,为此不同苯胺(An)与BT-An^(+)质量比条件下填料产物的核壳结构特征明显。当An与BT-An^(+)的质量比为0.5∶1时产物平均粒径最小,约为450 nm,粒径分布最窄,且电导率为1.46×10^(-3)S/cm。以此为填料,30%(质量分数)填充量的PVDF基复合材料在10^(3)~10^(6)Hz范围内介电常数保持在高值水平,由31仅下降到15,介电损耗在宽的频率范围内低于0.3,不仅表现出优良的频率稳定性,而且在获得较高的介电常数情况下,实现了介电损耗的有效抑制。此外,这项工作极大地降低了无机氧化性酸与有机试剂的使用率,为实现高性能介电复合材料的绿色制备提供了实验指导。

关键词： 层状双氢氧化物   生物炭   复合材料   改性策略   废水处理   研究进展  

摘要： 层状双氢氧化物-生物炭(LDH-BC)复合材料,作为一种新型生物炭基复合纳米材料,在废水处理中展现了优异的污染物吸附和催化降解性能。本篇综述全面系统地总结LDH-BC复合材料的相关研究进展,为日后研究方向提供指导。研究内容综述了LDH-BC复合材料合成方法,改性策略和复合材料在废水处理中的应用及机制。展望部分提出LDH-BC复合材料存在具体组分降解路径不清晰、复合污染物体系应用较少、缺少现场规模试验等问题,接下来应针对以上问题进行深化拓展以推动LDH-BC复合材料的研究与应用。

关键词： 石墨烯复合材料   石墨烯薄膜   改性石墨烯复合材料   防腐蚀   研究进展  

摘要： 介绍了石墨烯复合材料的防腐蚀原理,总结了国内外石墨烯和氧化石墨烯防护膜在金属防腐蚀领域的研究现状及存在的问题。简要介绍了改性石墨烯复合涂层的制备工艺及其效果。从无机纳米氧化物/石墨烯复合材料、聚苯胺/石墨烯复合材料、聚氨酯/石墨烯复合材料和硅烷/石墨烯复合材料等四方面综述了改性石墨烯复合材料在金属防护中的应用,指出目前我国石墨烯复合材料存在的主要问题,并对石墨烯复合材料在金属防腐蚀领域的研究方向进行了展望。

关键词： 复合材料   壳核结构   多层结构   介电性能  

摘要： 高介电复合材料是一类具有高介电常数、低介电损耗及高储能密度等特点的复合材料,在现代电子和介电储能等方面具有重要的研究价值和广泛的应用前景。高介电复合材料的结构设计对其介电性能有显著影响,通过不同类型的结构设计,可以合成具有特殊界面结构的复合材料,并将高介电常数、低介电损耗及高击穿强度等优势结合在一起,使复合材料的性能明显改善和增强。本文从材料结构设计角度出发,综述了有效提升复合材料的介电性质的微观结构构筑方法,包括构筑核壳结构、层状结构等微观结构并展望了未来可能的研究方向。

关键词： 生物质   相变   复合材料   多孔介质   再生能源  

摘要： 相变材料(PCM)可以通过自身的相变来储存或向外释放热量,从而减少能源供需失衡,提高能源的有效利用,但其固液相变过程中的泄漏和导热性差等缺点限制了其进一步发展。废弃生物质材料是一类可再生能源,价格低廉,来源广泛,大多属于多孔介质,是相变材料的良好载体。废弃生物质复合PCM利用生物质丰富的孔结构高效封装PCM,不仅改善了这些缺点,而且实现了固碳。本文综述了几种常与废弃生物质复合的相变材料(聚乙二醇、石蜡和脂肪酸)的基本性质、相变特性和结合方法,总结了废弃生物质复合PCM的构建方法以及在太阳能利用、建筑节能、热致变色纺织品、冷链温度控制、农业技术等领域的应用,讨论了生物质复合PCM的发展局限性和未来展望。本综述将为推进生物质复合PCM的研究提供参考,这对于资源循环利用以及绿色低碳发展至关重要。

关键词： 碳纳米管膜   树脂基复合材料   一体化成型   电加热除冰   除冰能耗  

摘要： 本文开展了碳纳米管膜应用于树脂基复合材料电热除冰技术的研究,采用一体化成型工艺制备了碳纳米管膜/复合材料,并对其结构进行优化,考察了碳纳米管膜/复合材料的电热性能和除冰性能。研究结果表明,所得碳纳米管膜/复合材料内部质量良好,电加热性能优异,与金属电热元件相比,其除冰效率高,除冰能耗低。

关键词： 碳纳米管   热固性树脂   改性   复合材料  

摘要： 随着科技的进步,碳纳米管因其独特的性能,在材料科学领域引起了广泛的研究关注。碳纳米管是一种性能优异的一维量子材料,有良好的导电特性、力学特性和导热特性;热固性树脂是一种高分子聚合物材料,其分子链通过化学交联能形成坚固的三维网络结构,有出众的耐老化、抗腐蚀、耐热等特点。从力学性能、耐热性能、导电性能和电磁性能四方面总结了碳纳米管改性热固性树脂的研究进展,也为下一步的研究提供了方向。

关键词： 黏土矿物   抗生素   吸附   复合材料   改性  

摘要： 综述了水中抗生素污染物的来源及影响、天然黏土矿物吸附去除抗生素的研究进展以及改性或复合黏土材料吸附剂的应用现状。重点总结了黏土基材料作为吸附剂去除水中不同种类抗生素污染物的吸附效果,展望了黏土基材料作为吸附剂去除抗生素的未来趋势,对未来实际应用中的研究方向提出了建议。

关键词： 结构健康监测(SHM)   复合材料结构   分布式光纤传感器   深度学习   U-Net神经网络  

摘要： 结构健康监测(SHM)是确保飞行器复合材料结构安全性和完整性的重要手段。基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器可以通过测量高密度的应变分布为复合材料损伤监测提供数据支持。然而,结构应变分布特征和损伤的映射关系较为复杂,无法直接根据应变分布准确判定损伤的定量信息。另外,分布式光纤传感器数据量大,通过人为分析应变数据识别损伤较为耗时且准确性偏低。为了应对这一挑战,提出了一种基于分布式光纤传感数据与U-Net神经网络的智能损伤识别方法,旨在自动精确识别复合材料中常见的分层损伤。首先,通过有限元仿真构建U-Net神经网络的训练集与验证集;随后进行含分层损伤复合材料板的悬臂加载试验,通过分布式光纤传感器采集结构应变分布数据作为测试集。损伤识别结果表明,U-Net神经网络可以对分层损伤的位置、尺寸与形状进行较为精确的定量识别。

关键词： 舰船防护   复合薄膜   电磁屏蔽   MXene沉积物  

摘要： 为确保舰船在各种复杂电磁环境下的通信可靠性和保密性,迫切需要能够有效阻挡电磁干扰的电磁屏蔽材料。文章采用了一种简便、节能、可持续且可扩展的常压铸造法来制造自支撑、坚固且高度柔性的复合薄膜。通过采用典型的绿色聚合物聚乙烯醇来展现MXene沉积物在构建多功能薄膜方面的巨大潜力,制备出的薄膜在导电、光热和电磁屏蔽方面均展现出优异的性能。表面官能团、局部缺陷和异质界面之间的协同效应使得基于MXene沉积物的复合薄膜能够在仅150μm的厚度下在X波段实现37.6dB的电磁屏蔽效能。此外,基于MXene沉积物的复合材料的电磁屏蔽效能可以通过改变MXene组分的含量和薄膜的厚度来改变。文章展示了一种可持续且可扩展的方法,用于生产船舶适用的基于MXene沉积物的多功能薄膜。使用基于MXene沉积物的复合薄膜的舰船具有更强的抗电磁干扰能力,从而提高电子设备和通信系统的可靠性,并提高整体作战能力和安全性。