聚合物基柔性导电复合材料的制备和研究进展

柔性可穿戴电子器件的研制是未来科技发展的方向之一,柔性导电材料是可穿戴电子器件的重要支撑材料。由于聚合物具有优异的柔性,由聚合物基导电复合材料制备柔性导体是一种重要的途径和方式。文中从制备和表征方法方面归纳了聚合物基柔性导电复合材料的研究进展,重点阐述了实现柔性导体的关键因素,即聚合物优异高弹性的保持和可拉伸的稳定的导电网络的实现,详细介绍了简易地利用高弹性基体和纳米填料的直接共混法和目前应用较多的结构可拉伸导体的设计与制备,并总结了目前研究中存在的问题。     

织物/聚脲柔性复合材料抗爆性能研究进展

织物/聚脲柔性复合材料因轻质和优异的防爆性能而成为个体及公共建筑材料防爆领域的关键材料.本文阐述了爆炸载荷的传播机制及破坏机理,探讨了爆炸冲击载荷下织物/聚脲柔性复合材料的作用机制及吸能方式,总结了织物增强体和聚脲分别对防爆复合材料性能的影响;同时,在现有研究基础上指出了目前存在的问题并提出建议,为今后新型轻质高强织物/聚脲柔性复合材料的研究提供参考依据及前沿思路.     

复合材料螺旋桨RTM成型工艺研究

为开展复合材料螺旋桨成型工艺的研究,分析了不同成型工艺的特点,提出采用树脂传递模塑成型技术(RTM)制作螺旋桨模型,制订了模具制备方案、纤维剪裁和铺层实施方案以及RTM工艺流程,制作了螺旋桨模型,并提出了工艺改进方案,进而开展了螺旋桨模型的强度试验.强度试验结果显示:随着载荷的增加,各测点处的应变值均呈线性增长,当加载到8 k N时各测点应变均在弹性范围内,桨叶未发生破坏.研究表明:采用本文制定的模具制备方案,特别是针对桨叶纤维布剪裁、铺层的难题提出的适合复杂型线纤维布剪裁和铺层的实施方案,用于成型夹芯复合材料螺旋桨模型可以满足预期强度要求,验证了本文工艺的可行性.     

基于渗流网络的聚合物基柔性应变传感复合材料研究进展

基于渗流网络的柔性导电高分子复合材料具有制备简便、加工性良好、成本低、电学与应变传感性能可调等优点,是构筑柔性应变传感材料的重要方式,也是目前研究的热点.文中首先介绍柔性力敏材料的渗流网络、导电机理、性能参数及相关数值模拟,并详细介绍了逾渗曲线,然后总结了导电填料含量、形貌与维数、导电填料协同作用、填料与基体间的相互作...     

三维编织复合材料RTM工艺和力学性能

以气瓶、真空泵、热电烘箱组装了ＲＴＭ工艺装置，探索了三维编织碳／环氧６４８、碳／双马ＱＹ８９１１－ＩＶ成型的最佳温度、时间、压力等工艺参数，并用Ｘ射线对部分试质量谰定，研究了纺织工艺参数对力学性能的影响，结果发现随着编织角的增大，拉压模量和强度降低；编织角，尤其横向编织角影响泊松比；轴向纱能增加弹性模量和强度性能，减小泊松比。     

浮空器用柔性复合材料的力学性能

通过试验研究了某浮空器蒙皮用柔性复合材料的基本力学性能和断裂力学性能。通过单轴拉伸试验研究了该材料经向和纬向试样的力学特性,结果发现两者的弹性模量均在10GPa左右,复合材料的柔软度很高;而经向拉伸试样的抗拉强度比纬向拉伸试样的高出约32％;通过改变切口相对宽度的撕裂试验发现撕裂试验的载荷一位移曲线和裂纹扩展特性基本表现为脆性断裂特性,试验结果和根据弹塑性断裂理论计算得到的结果相一致,即随着切口相对宽度的增加,柔性复合材料的极限载荷降低。     

纳米纤维素基复合材料及其用于柔性储能器件的研究进展

纳米纤维素是一类具有大比表面积、高反应活性、高机械强度、良好生物相容性、优异热稳定性以及可降解等优异性能的纳米高分子材料。根据其来源、特性、制备方法,可大致分成纤维素纳米纤丝(CNF)、纤维素纳米晶体(CNC)、细菌纤维素(BC)三类,三者的微观形态和尺寸大小有所差异。纳米纤维素凭借其高抗张强度,在复合增强材料的填充应用上表现出优异的机械柔韧性,借此将其与导电聚合物、碳材料和金属化合物等导电物质复合,可形成具有优异力学性能和电化学性能的导电复合材料,这类材料在柔性储能器件等领域有着广泛的应用前景。本文重点回顾了纳米纤维素与多种导电物质复合制备导电复合材料的工艺方法及电化学性能表征,并概述了基于纳米纤维素的导电复合材料在柔性储能器件锂离子电池(LIBs)和超级电容器(SCs)上的应用研究进展,在总结相关研究的基础上进一步讨论了上述制备应用过程中存在的问题,并针对此类问题展望了纳米纤维素基导电复合材料在今后研究应用的重点和方向。     

莫来石基复合材料的研究进展

由于莫来石材料的韧性、超塑性等性能较差，往往不能满足作为耐火材料、电子封装材料和光学材料等在工业中的使用要求，因而限制了它的进一步应用。本文就莫来石与堇青石、ZrO2、CNT、高硅氧玻璃、连续性纤维等改性制得莫来石基复合材料的研究进展现状进行了介绍，同时对它的发展前景进行了分析。     

柔性纳米复合材料压阻式应变传感器的研究进展

柔性纳米复合材料,由于其优异的传感性能、良好的延展性,在压阻式应变传感器方面,受到研究者们不断的关注,主要应用于智能可穿戴,结构健康监测等领域.本文主要从结构设计、制备方法、应用前景三方面,综述了近年来国内外对复合材料压阻式应变传感器在材料选取及结构设计下传感器性能的研究成果及研究进展.首先分析了压阻式传感器的性能参数...     

树脂传递模塑成型注模过程的光纤光栅监测

有效监测树脂传递模塑成型(RTM)的树脂注模过程对于生产大型共固化复合材料结构十分必要.本文重点讨论利用光栅传感器监测注模过程的树脂流动问题.本文在复合材料层的不同位置布置了1个温度传感器用来监测温度,2个应变传感器用来监测树脂流动前沿到达时间,试验结果表明50 min和115 min时树脂流动前沿分别到达No.1和No.2应变传感器,166 min时完成注模,此时监测温度为最低的24.59℃.光栅传感器完全可实现树脂传递模塑注模过程的监测.     

RTM工艺中单向纤维排列中的缺陷迁移的数值模拟

Decreasing the amount of residual voids during the resin infiltration into fibrous porous media is an important aspect in manufacturing high performance composite materials.In order to better understand void transports and flow behaviors in filling process,which affects immediately the final void content,a finite-element scheme for transient simulations of the void migration in a transverse flow through the uniaxial micro-structured fibrous media is developed in this work.A volume-of-fluid (VOF) method has been incorporated in the Eulerian frame to capture the free surface of the resin flow.The implementation of periodic boundary condition to the vertical direction avoids unwanted wall effect.The void migration in a dual-scale fiber tow model was investigated.The voids are observed to be transported through the inter-tow region as well as entrapped into fiber tow.It is that the motion of void lagged behind macro flow front which implies that the adequate resin bleeding after mold filling is crucial to remove the entrapped air.     

RTM成型过程中树脂/纤维界面性能表征及分析

通过测试树脂的表面张力、碳纤维的表面能以及树脂与纤维动态接触角来分析RTM成型过程中树脂/纤维界面性能,并对比分析了树脂对涂覆溶液定型剂前后的纤维浸润性能的影响。结果显示,随着温度升高,树脂表面张力降低,纤维的表面能升高,使得树脂/纤维的动态接触角变小,利于树脂浸润单丝纤维;树脂对涂覆溶液定型剂后的碳纤维织物浸润较为困难。     

RTM用环氧3266树脂体系化学流变特性的研究

本研究在基本的黏度实验和DSC热分析实验的基础上,采用双阿累尼乌斯方程研究了RTM用环氧3266树脂体系的化学流变特性,建立了相应的化学流变模型,模型与实验结果具有良好的一致性.模型揭示了该树脂体系在不同工艺条件下的黏度变化规律,定量预报了该体系的低黏度工艺窗口平台,为合理制定RTM工艺参数保证产品质量和实现工艺参数的全局性优化提供了必要的科学依据.     

Three-Dimensional Flow Simulations for the Resin Transfer Molding Process

In resin transfer molding (RTM) a stack of fiber mats or woven rovings is laid inside the mold cavity. Then the mold is sealed and resin is injected. The computer simulation of the injection phase in resin transfer molding (RTM) can help the mold designer to position properly the injection ports and the air vents, to select an adequate injection presssure and to optimize the cycle time. The purpose of this article is to present a finite element simulation model of the filling process that can be applied to three-dimensional “thin shell” molds. An application to a subway seat is described to illustrate the various stages of the simulation     

树脂传递模塑-复合材料成型新工艺

树脂传递模塑是一种新型的树脂基复合材料成型方法 ,具有许多独特的优点 ,近年来发展迅速。本文全面综述了该方法的工艺过程及研究应用概况 ,介绍了今后进一步发展的方向。     

树脂传递模塑成型的光纤光栅监测

复合材料固化过程对于生产高质量复合材料部件十分必要。文中利用光栅传感器监测树脂传递模塑(RTM)复合材料层板制造过程中内应变及温度,根据复合材料内应变/温度关系曲线的突变点,获得复合材料的材料转变点(凝胶点、玻璃化转变温度)信息。在复合材料降温阶段,利用光栅监测的应变/温度值计算RTM成型复合材料的内层和外层热膨胀系数。监测结果与传统检测方法相比十分一致。     

发射箱箱盖树脂传递模塑工艺有限元模拟分析

目的为了减少人力和物力资源的浪费,节约产品成本,通过有限元分析技术确定箱盖树脂传递模塑工艺(RTM)的工艺参数。方法对箱盖RTM工艺树脂流动过程进行数值模拟,对比箱盖结构在线注射-点出射和点注射-点出射工艺下,当注模压力为0.2,0.4 MPa时对应的树脂流动前锋位置和压力分布结果。结果综合成本和效率两方面因素,选择0.4 MPa作为RTM的注模压力。采用线注射-点出射工艺得到稳定的树脂流动前锋形状,能够有效预防干斑的产生。结论分析结果与实验具有较好的吻合性,能够有效指导RTM工艺中模具的设计,可降低"试错法"带来的高昂成本和低效率,对提高复合材料构件的制造水平具有明显积极作用。