石墨烯增强金属基复合材料的研究进展

石墨烯具有独特的化学、物理性能,常常被作为增强相加入金属基体中制备高强度、导电性能好、耐腐蚀等性能优异的材料。本文综述了目前石墨烯增强金属基础复合材料的制备方法、应用以及目前存在的主要问题,并对石墨烯增强基复合材料的发展进行了展望。     

沥青基炭纤维制备方法研究进展

沥青基炭纤维以沥青为原料,经调制、纺丝、不熔化、炭化或石墨化制得,具有高强度、高模量、耐超高温、耐腐蚀、耐冲击、低热膨胀、导电和导热等优异性能,是航空航天、国防工业中不可或缺的工程材料。本文介绍了通用级沥青基和中间相沥青基炭纤维制备方法的研究进展,深入阐述了炭纤维的反应条件对其性能的影响,并进一步对其在工业上的应用前景做出了展望。     

碳基纳米填料增强微孔发泡电磁屏蔽材料的研究进展

航空航天等新兴行业以及电子等领先行业的发展对聚合物特殊性能的要求越来越高,将微孔发泡和具有功能特性的碳基纳米填料结合形成的导电聚合物泡沫具有优异的电子传输特性,有利于在较低渗透阈值下获得均匀的导电网络,提高材料的电导率与介电常数,在电磁屏蔽等领域有广阔的应用前景。介绍了导电复合材料的电磁屏蔽原理以及碳基纳米填料与发泡的协同作用机理,重点论述了不同发泡工艺下碳基微孔材料的电导率、电磁屏蔽效能等电学性能,并对碳基纳米填料增强微孔电磁屏蔽材料的研究和应用前景进行了展望。     

PC聚合物基导热性能研究进展

随着5G网络技术的发展,在集成网络、电子电气等领域对材料加工性能、散热性能的要求提高。与金属和陶瓷基材料相比,聚合物具有成本低、易加工成型、功能多样化等优点,使聚合物的应用广泛,但聚合物的不耐热和低导热严重影响聚合物体系在高导热领域的应用。因此,提高聚合物体系的导热性能是亟待解决的一个难题。聚碳酸酯(PC)具有力学性能优异、透明性高等优点。本研究综述PC聚合物基导热性能的最新研究进展,分析填料组分、不同的聚合物体系以及加工方法对PC聚合物基导热性能的影响,并对提高聚合物体系导热性能的研究方案进行总结和展望。     

Ti3AlC2陶瓷力学性能强化研究进展

Ti3AlC2具有由边缘共享的Ti6C八面体和二维密排的Al平面交替堆积而成的六方层状特殊结构,既具有陶瓷的熔点高、弹性模量高、耐腐蚀和高温抗氧化能力强等特点,又兼具金属的导电导热性好、剪切模量高和可加工性能优异等优点,被广泛用作高温涂层材料、高温结构材料、化学防腐材料、电极电刷材料、受电弓材料和MXene前驱体材料等...     

基于导电聚合物柔性超级电容器电极材料的研究进展

柔性超级电容器具有灵活性高、充放电速度快、功率密度大、绿色环保、安全性高、成本低等优越性能,在可穿戴电子设备领域具有重要的应用价值。纯导电聚合物电极材料的循环稳定性和电化学性能有限,而导电聚合物复合其他导电材料形成的复合电极能改善其循环稳定性和电化学性能。根据近年来不同导电聚合物基柔性超级电容器电极材料的研究进展,介绍了以导电聚合物(聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩)基复合材料作为柔性超级电容器电极材料的制备及其性能研究。     

氧化石墨烯(GO)在水泥基复合材料中的应用研究进展

氧化石墨烯(GO)具有二维层状结构,表面承载了多种活性含氧基团.GO不但具有粒径小、比表面积大、表面能高以及表面原子所占比例大等特点,还具有优异的导电性能、导热性能、力学以及光学性能.GO以其独特的结构和优异的性能应用在水泥基材料中可改善其性能,因此GO在水泥基材料中的应用成为当前研究的一个热点.本文总结了GO的制备、分散方法,归纳了GO对水泥基复合材料的性能影响和机理分析,阐述了当前GO在水泥基材料研究中存在的问题以及发展趋势.     

铁基复合吸波材料的研究进展

微波吸收材料的研究和应用对于减少电磁污染和实现军事装备隐身具有重要意义。其中，铁磁吸波材料具有优越的磁性能、较高的Snoek截止频率、饱和磁化强度和居里温度，表现出优异的电磁波损耗能力，是一种很有前景的吸波材料。然而，铁磁颗粒具有阻抗匹配差、易氧化、密度高、趋肤效应强、温度稳定性差等缺点，通过微观形貌调控等方式与碳基材料、导电金属、导电聚合物、半导体等材料复配，可以有效改善铁磁吸波材料的性能。本文总结了几种铁基复合材料的制备方法、性能和作用机制等，并展望了未来的研究方向。     

高密度聚乙烯/石墨导电复合材料的制备及研究

采用高密度聚乙烯(HDPE)为基体材料,石墨为导电填料,通过物理共混法制备其导电复合材料。对不同石墨添加量的导电复合材料力学性能、热性能和导电性能进行测定,分析了石墨对其复合材料性能的影响。结果表明,不同石墨添加量的复合材料均具有良好的力学性能;石墨填料能够同时改善复合材料的导热性能和热稳定性;石墨能够降低HDPE基复合材料的电阻率,改善材料导电性。     

TiB2材料的研究现状及其应用

ＴｉＢ２材料具有熔点高、硬度大、耐磨、耐腐蚀、抗氧化性、导电性和导热性好等优点，是一种有广泛应用前景的新型陶瓷材料。本文介绍了ＴｉＢ２材料的制备、烧结及其复相陶瓷的研究现状，对其力学性能、抗氧化性能和摩擦学性能进行了评价。     

低温高抗冲高导热PA6的制备及改性

针对目前国内市场上灯具用工程塑料替代铝制作高导热、高抗冲的制品存在较少、国内技术无法突破工业化的问题,通过向尼龙(PA)6中添加氧化铝(Al_2O_3)、氮化铝(Al N)和乙烯-1-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)弹性体,制备了LED灯用PA6工程塑料材料,研究了Al_2O_3,Al N和弹性体的用量对PA6材料导热性能和力学性能的影响。结果表明,高含量的Al_2O_3或Al N均可明显提高PA6材料的导热系数,但降低了材料的力学性能;Al_2O_3和Al N复配能显著改善PA6材料的导热性能且对材料力学性能影响不大;适宜的Al_2O_3,Al N和弹性体的复合配比,可在保证PA6一定程度的导热性能和强度的条件下,大幅提高其冲击性能。当弹性体质量分数为10%,复合导热剂(Al_2O_3+Al N)质量分数为60%,Al N质量分数为15%时,材料的导热系数可达到1.121 W/(m·K),冲击强度为10.5 k J/m~2,同时通过低温IK05防护等级实验(–30℃),从而制得了高导热、低温高抗冲的LED灯用PA6工程塑料材料。     

碳／碳复合材料的性能和应用进展

碳／碳（c／c）复合材料是以碳为基体、碳纤维增强的复合材料,具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和线胀系数小等一系列优异性能,既可作为结构材料承栽负荷,又可作为功能材料发挥作用。同时,碳／碳（c／c）复合材料是一种能在超高温条件下工作的高温结构材料,所以在航空航天领域具有广阔的应用前景。本文综述了碳／碳（c／c）复合材料的力学、热学、化学性能及其在各领域的应用进展。     

钇铝石榴石纤维的应用前景及制备进展

钇铝石榴石纤维具有高的弹性模量和高温强度,高的抗氧化和抗蠕变性能,以及低的热导率和优良的光学性能,可作为高温材料、结构增强材料、复合材料和光学材料。这里综述了钇铝石榴石纤维的应用前景和制备研究进展,并展望了钇铝石榴石的发展趋势。     

预测聚合物基复合材料导热系数方法综述

由聚合物与高导热填料共混制得的导热聚合物基复合材料,被应用于防腐和节能要求较高的换热场合,符合换热设备新材料的要求;而聚合物基复合材料的等效导热系数预测比较复杂。总结了预测聚合物基复合材料等效导热系数的多种方法,包括最小热阻力法、热阻网络法、傅里叶定律法、均匀化方法和逾渗理论方法,归纳了这些模型和方法的特点,对应用这些模型和方法提出了建议。     

Cu含量对Al-Cu-Si合金相变储热性能的影响

Al-Cu-Si基相变材料具有成本低、相变潜热高、抗氧化性能高等优势，是最具潜力的太阳能储存材料之一。而Cu含量对其储热性能特别是体积潜热有重要影响，但相关研究未见报道。通过差示扫描量热仪和激光热导分析仪研究了Al-Cu-Si合金的相变温度、质量潜热和体积潜热随Cu含量变化的关系，以及比热容、热扩散率和热导率等随温度变化的关系。研究结果表明，在Cu含量35%～55%时，Al-Cu-Si合金相变温度为512.5～604.2℃，质量潜热为354.4～458.1 J?g^-1，体积潜热为1524.1～1763.8 J?cm^-3。质量潜热和体积潜热均随着Cu含量的增加呈现出“双峰型”的变化趋势，Cu含量42%时质量潜热最大，为458.1 J?g^-1；Cu含量48%时体积潜热最大，为1763.8 J?cm^-3。Al-Cu-Si合金的热导率随着Cu含量的增加而降低，且在500℃时Al-Cu-Si合金的热导率为91.4~137.5 W?m^-1?K^-1。综合研究表明，Al-Cu-Si合金在太阳能储热领域具有很高的应用价值。     

相变热界面材料导热增强及定形改善的研究进展

将相变时伴随潜热的相变材料（phase change material, PCM）特别是潜热值较大的固-液PCM引入热界面材料（TIM）领域,有望获得兼具储热和导热双功能的新型热界面材料——相变热界面材料（phase change thermal interface material, PCTIM）。然而,鉴于固-液相变材料的热导率普遍较低且存在液相流动泄漏问题,使得增强热传导并同时提升固-液相变材料的定形性成为研制高性能相变热界面材料（PCTIM）的关键。本文系统评述了国内外研究者在提升相变热界面材料热导率以及改善其定形性方面的策略及其研究进展。文中指出,目前强化PCTIM导热的手段主要有添加高导热填料、促使填料有序结构化以及使用低熔点金属等。在改善定形性方面,已运用的策略主要包括使用柔性载体负载固-液PCM以在保证一定柔性的基础上克服其液相泄漏问题,使用固-固PCM来取代固-液PCM来彻底避免液相泄漏问题的出现,以及将固-液PCM封装在微米级或纳米级胶囊内,旨在牺牲借助液相PCM增加柔性的功能,而且通过提高PCTIM的潜热值来提升其抗热流冲击性能。文章指出,当前已研制的PCTIM热导率还较低,储热和导热这两个特性对其散热性能的协同影响机制缺乏深入了解。今后,需要探索研制高性能PCTIM的新策略,以期获得定形性好、热导率高、界面热阻小且潜热值大的PCTIM,从而满足5G通信等高热流密度芯片的散热需求。     

聚丙烯/碳纳米管复合材料的研究进展

聚丙烯（PP）作为通用型热塑性塑料,具有物理性能优异、成型加工简单、密度小以及原料来源丰富等优点,广泛应用于电器、汽车和包装等行业。但是PP具有韧性差、低温脆性突出、抗冲击性能不佳、介电常数低、制品尺寸稳定性差等诸多缺点。碳纳米管（CNT）不仅具有独特的管状结构,还具有优异的力学、导电、导热以及耐磨等性能。将CNT和PP进行复合并制备出具有导电、导热、耐磨等高性能复合材料具有广阔的应用前景。因此,本文重点综述PP和CNT复合材料的新进展,主要包括结晶行为、力学性能、电学性能、摩擦性能、导热性能以及其他性能。针对现阶段PP/CNT复合材料研究和开发过程中存在的问题提出意见和建议,并对PP/CNT复合材料的未来发展做出展望。     

Thermal conductivity of polymer filled with carbon materials: Effect of conductive particle chains on thermal conductivity

Thermal and electric conductivities of polyethylene and poly(vinyl chloride) filled with carbon materials over a wide range are measured in order to study the effect of formed conductive particle chains on thermal conductivities of the composites. With increase of content of carbon particles, the amount of formed conductive chains exponentially increases and the conductive chains tend largely to increase thermal conductivity of a composite. Some models proposed to predict thermal conductivity of a composite in a two-phase system could not be applied to the system with high volume content of particles. In this study, a new thermal conduction model is proposed to correctly predict thermal conductivity of a composite which contains various amounts of particles ranging from a small content, to the region in which conductive chains largely effect a thermal conductivity of a composite. Thermal conductivity of a polymer filled with high volume content of particles largely decreased with a rise in temperature. This phenomenon can be referred to as a PTC phenomenon in thermal resistance.     

高温后钢纤维加强混凝土有效导热系数计算方法

钢纤维加强混凝土(SFRC)的导热系数是结构抗火性能模拟的重要参数,快速准确获得其高温前后导热系数具有重要意义。因此提出一种SFRC导热系数细观多尺度计算方法,其特点是考虑高温下混凝土材料细观热开裂行为(裂缝热阻效应),而非利用细观组分导热系数随温度变化关系进行计算。通过试验获得砂浆、高强混凝土与钢纤维体积分数分别为1%和2%的SFRC在高温(20 ℃、60 ℃、150 ℃、300 ℃、450 ℃和600 ℃)前后的孔隙率和导热系数,以验证所提方法。结果表明:当界面热阻系数随温度线性增加时,模型与试验结果吻合较好;当温度达到600 ℃时,由界面热阻效应引起的砂浆、高强混凝土,以及纤维体积分数为1%和2%的SFRC的导热系数的降低分别约占50%、36%、7%和12%;当高强混凝土的界面热阻系数取0.4,SFRC的界面热阻系数取1.0时,高导热系数颗粒的添加对复合材料的有效导热系数没有增益作用。     

LDPE/PEG插层剥离改性氮化硼导热复合材料的制备及其性能

以聚乙二醇(PEG)为插层剂,通过机械球磨法制备了PEG插层剥离改性氮化硼。以低密度聚乙烯(LDPE)为基体,PEG插层剥离改性氮化硼为导热填料,采用双辊开炼、压片成型制备LDPE/PEG插层剥离改性氮化硼导热复合材料,研究了改性氮化硼用量及粒径对复合材料导热性能、力学性能和电绝缘性能的影响。结果表明:随着PEG插层剥离改性氮化硼用量的增加,复合材料的导热性能提高,拉伸强度和弯曲强度提高,悬臂梁缺口冲击强度下降;粒径较大的PEG插层剥离改性氮化硼对复合材料导热性能的提高更显著;复合材料的表面电阻下降,但仍保持在1010数量级,具有优异的电绝缘性能。