碳黑/聚乙烯醇电纺复合纤维的制备与气敏特性研究

通过碳黑(CB)/聚乙烯醇(PVA)混合溶液的电纺,制备了掺纳米CB的PVA复合纤维,用扫描电镜(SEM)观察了它的形貌。CB/PVA复合纳米纤维的形貌取决于混合物中CB的含量。随CB含量的增加,CB颗粒在纤维中的分布逐渐变得均匀;最佳CB/PVA的质量比为3∶10;继续增加CB含量,CB颗粒聚合成团析出,杂乱分布于PVA纤维中。乙醇蒸气测试表明:质量比为3∶10的CB/PVA纤维具有灵敏度高、响应恢复快等特点。     

时频分析在复合材料无损检测中的应用研究

随着复合材料检测的发展,Lamb波无损检测技术日益受到重视。根据Lamb波多模式和频散的特点,以群速度-频厚积曲线为基础,采用短时傅利叶变换（STFT）的时频分析方法,以层合板复合材料为实验对象,与单独在时域、频域中分析相比较,结果表明：STFT可有效地识别Lamb波的传播模式,并可准确地对能量成分进行分析。     

基于声发射和神经网络的复合材料冲击定位

为了提高复合材料结构冲击定位的精度和实时性,基于声发射和神经网络技术,提出了复合材料结构冲击定位两步法,以压电陶瓷（PZT）和自制信号采集系统替代商用声发射仪器,实现了一种能够高精度、实时、在线监测冲击的系统。用小波变换求出原点处冲击源传播到各传感器的波达时间差,用这组时间差修正其他位置上的冲击源到达各传感器的波达时间,利用修正后的波达时间,根据四点圆弧定位算法得到冲击源坐标,实现初步定位;将所求出的位置坐标作为神经网络的输入,训练之后的神经网络可以准确预测冲击位置,实现精确定位。在复合材料板上的试验表明：该方法能快速、准确地识别出冲击位置。     

新型仿生材料的研究进展

仿生学是一门多学科的交叉学科,它融合了生命科学、信息科学、脑与认知科学、工程技术、数学与力学以及系统科学等七大学科,材料的发展趋势是复合化、智能化、能动化、环境化,而仿生材料具有这几方面的特征。本文综述了新型仿生材料的研究动态、仿生材料合成领域研究新进展、新型仿生材料的未来前景。仿生材料目前的主要研究内容是仿照生物为适应内部与环境对其自身功能和结构的完美设计来构造生物材料的方法,用以制备生物相容的医用材料或性能优异的工程材料。仿生材料学涉及面如此之广,它的发展或成功将影响到社会的各个角落．     

铝电磁连续铸轧改进型复合磁场控制系统

针对现有铝电磁连续铸轧复合磁场控制系统存在的变频范围窄、控制不稳定等问题,通过分析电磁铸轧机理,采用SPWM交-直-交变频的设计方案。同时,由于现有控制系统是一开环系统,电磁铸轧铝板特性参数难以在线检测,提出建立基于标准支持向量机的晶粒度软测量模型的思想,并给出了基于软测量模型的形式化描述、设计原则及设计步骤。实验结果表明,改进后的系统能产生符合工艺要求的复合磁场,电磁场频率的作用范围为10～25Hz,换相周期数为1～5,谐波分量较小;同时生产出的铝板组织均匀,晶粒度达到1级水平。     

模式识别和支持向量机在复合材料优化设计中的研究和应用

论述了复合材料设计及优化的基本研究方法,介绍模式识别和支持向量机人工智能法,举例详述复合材料设计及优化中的两种智能法,总结两种智能融合法在复合材料优化设计中的分类、建模、预测等基本研究方法和应用。举例说明模式识别和支持向量机在复合材料优化设计中重要的研究价值。最后对该领域的发展提出若干建议。     

循环载荷作用下两类楼板抗震性能的非线性有限元分析

为比较组合楼板和普通混凝土楼板的抗震性能,采用非线性有限元分析方法研究它们在循环载荷作用下的受力行为,并由此得到两类楼板的滞回曲线、骨架曲线及应力应变分布规律．计算结果表明,采用可靠构造措施的压型钢板与混凝土组合作用明显,在不失较高承载力的同时,组合楼板仍具有良好的抗震性能．将计算结果与试验数据相比较,验证该数值分析方法的有效性。     

聚砜类原位复合材料加工流变性

合成了含4,4'-二羟基联苯和4,4'-二羟基二苯基甲烷结构的两种液晶共聚酯BP-LCP和BPM-LCP,将其与聚砜共混制备原位复合材料。探讨了共混物在Haake转矩流变仪中密炼时转矩的变化;通过毛细管挤出考察了液晶共聚酯分子结构、分子量及含量变化对原位复合材料流变性能的影响,由流动曲线获得这一类原位复合材料熔体大部分表现为假塑料性非牛顿型流体,但含低分子量BP-LCP20%和BPM-LCP30%的两种原位复合熔体均表现出特殊的流变性:较低剪切速率时为胀塑性流体,较高剪切速率时为假塑性流体。分析了这种现象与液晶共聚酯结构形态的关系。并讨论了增强组份和基体的相容性对原位复合材料流变性的影响。     

Inorganic Filler Enhanced Formation of Stable Inorganic-Rich Solid Electrolyte Interphase for High Performance Lithium Metal Batteries

Lithium metal (LM) is a promising anode material for next generation lithium ion based electrochemical energy storage devices. Critical issues of unstable solid electrolyte interphases (SEIs) and dendrite growth however still impede its practical applications. Herein, a composite gel polymer electrolyte (GPE), formed through in situ polymerization of pentaerythritol tetraacrylate with fumed silica fillers, is developed to achieve high performance lithium metal batteries (LMBs). As evidenced theoretically and experimentally, the presence of SiO₂ not only accelerates Li⁺ transport but also regulates Li⁺ solvation sheath structures, thus facilitating fast kinetics and formation of stable LiF-rich interphase and achieving uniform Li depositions to suppress Li dendrite growth. The composite GPE-based Li||Cu half-cells and Li||Li symmetrical cells display high Coulombic efficiency (CE) of 90.3% after 450 cycles and maintain stability over 960 h at 3 mA cm⁻² and 3 mAh cm⁻², respectively. In addition, Li||LiFePO₄ full-cells with a LM anode of limited Li supply of 4 mAh cm⁻² achieve capacity retention of 68.5% after 700 cycles at 0.5 C (1 C = 170 mA g⁻¹). Especially, when further applied in anode-free LMBs, the carbon cloth||LiFePO₄ full-cell exhibits excellent cycling stability with an average CE of 99.94% and capacity retention of 90.3% at the 160th cycle at 0.5 C.     

Ultra-Thin Single-Particle-Layer Sodium Beta-Alumina-Based Composite Polymer Electrolyte Membrane for Sodium-Metal Batteries

Inorganic/organic composite polymer electrolytes (CPEs) with good flexibility and electrode contact have been pursued for solid−state sodium-metal batteries. However, the application of CPEs for high energy density solid−state sodium-metal batteries is still limited by the low Na⁺ conductivity, large thickness, and low ion transference number. Herein, an ultra-thin single-particle-layer (UTSPL) composite polymer electrolyte membrane with a thickness of ≈20 µm straddled by a sodium beta−alumina ceramic electrolyte (SBACE) is presented. A ceramic Na⁺-ion electrolyte that bridges or percolates across an ultra-thin and flexible polymer membrane provides: 1) the strength and flexibility from the polymer membrane, 2) excellent electrolyte/electrode interfacial contact, and 3) a percolation path for Na⁺-ion transfer. Owing to this novel design, the obtained UTSPL-35SBACE membrane exhibits a high Na⁺-ion conductivity of 0.19 mS cm⁻¹ and a transference number of 0.91 at room temperature, contributing to long−term cycling stability of symmetric sodium cells with a small overpotential. The assembled quasi-solid-state cell with the as−prepared UTSPL-35SBACE membrane displays superior cycling performance with a discharge capacity of 105 mAh g⁻¹ at 0.5 °C rate after 100 cycles and excellent rate performance (82 mAh g⁻¹ at 5 °C rate) at room temperature with the potassium manganese hexacyanoferrate (KMHCF)@CNTs/CNFs cathode, where KMHCF refers to potassium manganese hexacyanoferrate.