二氧化钛复合材料的研究进展

二氧化钛复合材料的研究进展

庄晨晨

（台州学院医药化工学院，浙江，台州）

摘要：二氧化钛具有独特的光物理和光化学性质，在光学材料、光电化学和光电池、光催化降解有机物治理环境污染等方面具有广泛的应用前景。一直以来，二氧化钛的各种复合材料都是研究界的关注热点。本文对二氧化钛的合成制备、膨胀石墨/ 二氧化钛复合材料及纳米TiO2／环境矿物复合材料的制备与应用进行了综述，并展望了其发展前景。

关键词：二氧化钛；复合材料；膨胀石墨；纳米；研究进展

1 引言

近年来，随着全球环境污染的日益严重，光催化剂材料一直是材料学及催化科学研究的热点．在光催化领域，TiO2因其具有成本低廉，高的化学稳定性，强氧化性等特点而成为使用最多的光催化剂，以TiO2为主的材料在光催化氧化有机污染物方面得到了广泛的研究. 0但TiO2是一种宽带隙半导体(3．2eV)只能吸收占太阳光谱大约4％的紫外辐射(=387．5nm)，另外，光生电子和空穴复合几率很高，导致TiO2光生载流子利用效率低。

为克服单一TiO2存在的缺陷，复合材料的研究及应用日益受到重视．近年来，研究者们在针对单一TiO2量子效率低、比表面积小、吸附性差和在光催化后催化剂分离困难等缺点进行复合材料研究方面投入大量精力，并取得一些成果，在一定程度上推进了TiO2光催化技术的工业化进程，对TiO2进行金属阳离子掺杂、贵金属修饰、半导体复合、有机染料分子或者窄带隙半导体敏化以及表面还原处理等方法，可以引入杂质或缺陷，使半导体的禁带内尝试施主能级从而改善TiO2半导体材料其光催化活性。本文主要讨论膨胀石墨/ 二氧化钛复合材料和纳米TiO2／环境矿物复合材料的制备、性质与应用。

2 TiO2的制备

以钛酸丁酯为前躯体，异丙醇为溶剂，放入高压釜中，并在120℃的烘箱中加热，以此创造一个高温、高压反应环境，使前驱物在溶剂中溶解，进而成核、生长，最终形成具有一定粒度和结晶形态的晶粒。

本方法分两步：第一步是制备钛的氢氧化物凝胶，反应体系有四氧化钛+氨水和钛醇盐+水；第二步是将凝胶转入高压釜内，升温（<250℃），在高温、高压的环境，使难溶或不溶的物质溶解，并且重结晶生成纳米TiO2 粉体。

3 膨胀石墨/ 二氧化钛复合材料

3.1 膨胀石墨/ 二氧化钛复合材料的制备

室温下，将一定量钛酸丁酯倒入无水乙醇中，电磁搅拌30min，得到透明的淡黄色溶胶A 备用。EG/ TiO2 复合材料与膨胀石墨的制备过程相似，只是在膨胀石墨制备过程中加入备好的溶胶A与膨化好的石墨混合，静置3d，干燥后，高温膨化制得EG/ TiO2。

3.2 膨胀石墨、TiO2、EG/ TiO2 的性能研究

3.2.1 EG/ TiO2复合材料的物理性质研究

制备出来的EG/ TiO2 复合材料，其发达的孔径结构宛如一个储藏空间，可储藏有机化合物分子，这种形貌特点与膨胀石墨相似，所以，它具有膨胀石墨较强的物化吸附性能。TiO2 较为均匀的嵌入石墨蠕虫的腔内和腔壁上，嵌入的TiO2 被固定在膨胀石墨上，在水溶剂中TiO2 不会从膨胀石墨上脱落，实验证明TiO2 还具有较好的光降解性能。本实验成功解决了载体不能进行吸附、不能用于污水处理、不能进行大规模生产的问题，为大量生产既具有物化吸附性能，也具有有机化合物降解性能的环保材料提供了理论和实践基础。

3.2.2 EG/ TiO2复合材料对不同运动粘度的工业油饱和吸附特性

EG/ TiO2 复合材料对工业油的饱和吸附性如表1 所示，可见EG/ TiO2 复合材料对纯油的饱和吸附量随实验油品运动粘度的增大而增大，随着温度的升高而降低。其原因可能是随着温度的升高油品的运动粘度逐渐下降，导致EG/ TiO2 复合材料对油品的吸附性降低。EG/ TiO2 复合材料对油具有超大吸附性的主要原因是吸油后膨胀石墨相互缠绕，从而形成了大的储油空间，该空间中的油是否能被保持与油的粘度有关，粘度大容易被保持。此外，随着温度的升高，EG/ TiO2 复合材料对不同工业油的吸附量趋于接近，这是由于随着温度升高，不同油品的运动粘度趋于接近。

3.2.3 EG/ TiO2复合材料对柴油吸附性能研究

不同膨胀容积EG/TiO2 样品对柴油饱和吸附试验数据列于表2。结果表明EG/TiO2 的膨胀容积越大，饱和吸附量越大，依次为EG/TiO201

表1 EG/ TiO2对工业油的饱和吸附数据表

注：v 为油的运动粘度；mc 为纯油中的饱和吸附量

表2 EG/ TiO2复合材料对柴油饱和吸附量数据表

表3 EG/ TiO2复合材料光催化降解性能表

3.2.4 EG/ TiO2复合材料的光催化性能研究

我们将EG/ TiO2 复合材料与TiO2 用甲基橙溶液作对比分析，现列数据如表3，从实验数据可以看到，随着负载量的增大，样品对甲基橙的吸附逐渐减小，这是由于氧化钛颗粒团聚填充了大量的孔道，使得表面积和孔体积都变小，降低了膨胀石墨的吸附能力。溶液中甲基橙的去除是由于TiO2 的降解作用而不是膨胀石墨的吸附作用，膨胀石墨为TiO2 提供了光反应场所。由分析得到，EG/ TiO2 复合材料的吸光度是逐渐减小的，最终趋近于一个平衡值而保持不变。我们分析原因，可能是因为直接膨化的石墨负载的TiO2 大多插层于膨胀石墨内层之间。当用紫外光照射时，负载于表面的TiO2 降解速率就会快很多。

另一方面膨化石墨的层间结构是敞开式的，因此甲基橙分子会进入直接膨化的石墨层

间。甲基橙分子进入石墨层间，但又不会被降解（未吸收到紫外光），当由于光降解使甲基橙溶液主体浓度降低到比石墨层间小时，在浓度压差的推动下，石墨层间的甲基橙分子就会向溶液主体运动，使得溶液主体浓度增大，这样就会使吸光度出现增大的趋势。从降解率数据分析得到：吸光度随时间增加先趋于减少，当到一最小值时再逐渐增加；降解率随时间增加先增大再减小。膨胀石墨负载二氧化钛催化剂的降解性能比纯的TiO2 要高，这表明以膨胀石墨作为载体增强了氧化钛光催化性能，膨胀石墨由于具有丰富的孔结构，吸附溶液中有机物质富集在孔道壁表面，提高了传递速率。

4 纳米TiO2／环境矿物复合材料

4.1 种类

通过选择合适的载体及负载方法制备负载型Ti02光催化材料，可较好地解决光照效率低、催化剂回收困难、成本高、应用范围窄等问题。环境矿物材料是近年在环境治理领域研究应用较多的材料，一般为多孔性物质，比表面积较大。环境矿物材料与纳米Ti0 光催化材料的结合，最大优势是可以将有机物吸附到TiO2。粒子周围，增加局部浓度，避免中间产物游离挥发，加快反应速度。按照环境矿物的定义和分类，很多天然或改型改性矿物，如电气石、蒙脱石、海泡石、沸石、硅藻土、云母、蛭石、高岭石、凹凸棒石等都具有环境属性，以上提到的环境矿物材料都有与纳米TiO2 负载方面的研究。

4.2 制备方法

(1)溶胶一凝胶法

溶胶一凝胶法是目前研究最多的T 负载法，因原料不同而分为有机途径和无机途径。该法的基本步骤是：先以TiC1 等无机钛盐或钛酸酯(如Ti(0(24 H。) 等)为原料，以C2H 0H、C3H 0H等低碳醇为溶剂，制得含钛醇盐的低碳醇溶液；以HNO。、HCl等无机酸为催化剂，配成中强酸度的水溶液；在室温下将含钛醇盐的低碳醇溶液加入到中强酸度的水溶液中，强烈搅拌，钛醇盐先被加入的水水解，再通过羟基缩合，然后进一步发生支化、交联而形成聚合物，制得TiO2。溶胶。溶胶嵌胶法可实现多成分的其它物质的均匀掺杂，可通过掺杂制备复合光催化剂以提高光催化活性。国内外研究了各种金属离子掺杂、非金属掺杂、金属非金属混合掺杂改性纳米Ti02，以提高纳米Ti02的光催化活性，掺杂方法多是在采用溶胶媛胶法制备纳米TiO2的过程中进行离子掺杂。在负载矿物材料方面，王程采用溶胶—凝胶法制备了不同焙烧温度下的TiO2／石英复合材料；顾永琴_1妇采用Sol-gel法制备了纳米TiO2 ／高岭石复合光催化材料；Dubey等[采用Sobgel法制备TiO2／沸石复合材料，用于降解甲基橙；邱克辉等。以微晶白云母为载体，钛酸丁酯为钛源，采用溶胶一凝胶法合成了微晶白云母负载纳米TiO2光催化剂；刘守新等采用溶胶一凝胶法制备了活性炭负载Ti02光催化剂；饶波琼等采用Sol-gel法使累托石和粉煤灰均匀负载纳米TiO2溶胶，陈化离心干燥后再与一定量的淀粉和膨润土混合造粒。溶胶一凝胶法在制备负载型TiO2时能制得超细、分散性好的粉体，反应易控制，设备和工艺操作简单，副反应也少。但与其它方法相比，溶胶一凝胶法在制备过程中需要消耗大量的有机溶剂，且必须通过后续的热处理来控制产物，成本较高，能耗较大，工艺时间长。

(2)粉体烧结法

粉体烧结法是先将纳米TiO2 粒子在水中或醇中形成悬浮液，将载体矿物材料浸入一定时间后取出(颗粒状载体需搅拌，使载体表面负载上一定的Ti02粉体)，再常温风干或100℃左右加热脱水或脱醇，然后在300~500~C烧结一定时间，烧结温度不能高于600~C，温度过高Ti0 将由活性较高的锐钛矿型向活性较低的金红石型转化。杨青山等将Ti02加入到含有环

氧树脂的丙酮溶液中溶解，剧烈搅拌形成悬浮液，再将悬浮液滴加到活性炭上，烘干后在氮气保护下焙烧，制备了活性炭负载TiO2。光催化材料；张俊等[1胡将钛酸四丁酯与乙醇的混合溶液滴入预处理的凹凸棒土中，加热搅拌状态下滴加去离子水，然后干燥、500~C煅烧，制成复合纳米TiO2／凹凸棒土光催化材料；陈小泉等以4mmol Ti02溶胶与2g钠基蒙脱土为原料，在60~C复合、400~C灼烧制得Ti02／蒙脱土复合光催化材料；范莉蚰采用粉体烧结法制备了负载型TiO2／海泡石催化剂。粉体烧结法简单易行，光催化性也较高，但存在牢固性欠佳、分布不均匀、光透性较差等问题。

4.3 应用

4.3.1 在废水处理中的应用

染料废水中因含有苯环、胺基、偶氮基团等致癌物质，常用的生物化学方法对水溶性染料进行降解往往还不够，而纳米Ti0。光催化降解染料的效果更好。王程叩制备了Tio2／石英复合材料，当焙烧温度为700~C时其对偶氮染料废水的脱色率高达96．28 ；顾永琴[1妇制备了纳米TiO2。／高岭石复合光催化材料，在紫外光照射下其对铜络合偶氮染料废水催化的脱色率为91．67 ；张凌燕等[3。]用钠基累托石与TiO2 反应制备了光催化剂，当其用于降解有机染料酸性红时，2h后脱色率为91．7 。农药废水的特点是有机物毒性大，难以降解，易生物积累。鲍长利等[33]以天然沸石(含少量丝光沸石的斜发沸石)作载体，采用Sol—gel 法制备了TiO2 ／沸石复合物，光照6h时对农药DDVP的光催化降解率为89％。造纸废水排放量大，污染严重，难治理，是我国主要的工业污染之一，废水中含有苯酚、卤代烃类等难降解有机污染物口。饶波琼等_1 制备的矿物负载纳米TiO2 材料用量为0．12g／m L，光降解4h时造纸废水脱色率达78．74 ，COD去除率为6 8．31 ，处理后的水达到国家造纸工业水污染物排放标准。张志翔等[3们制备了天然丝光沸石负载TiO2。薄膜材料，在125W 高压汞灯照射下其对邻氯苯酚溶液的光催化效率最高达66．39％。纳米TiO2 ／环境矿物复合材料不仅具备纳米TiO2。的光催化活性，还具备环境矿物的强吸附、过滤等特性，对有机染料、苯酚、甲基橙、亚甲基蓝、邻氯苯酚、农药DDVP、DDT等有机污染物有很好的降解作用，在多种废水处理方面具有很好的应用前景。

4.3.2 在处理有害气体污染中的应用

目前大气污染日益严重，汽车尾气、工业废气和酸雨的沉降主要是氮氧化物和硫化物，室内化学建材、家具等物品带来的甲醛、甲苯等有害气体也严重危害着人类健康。纳米TiO2光催化技术在处理挥发性有机物方面具有明显优势，能使许多难用其它方法降解的污染物最终达到无机化。Peter JM Bartos E。朝撰写的有关e-GRC的报导中提到，采用光催化纳米TiO2 与水泥混凝土结合的系统在日光下暴露8h，空气中N I拊含量可降低26 ～56 ，对于法国坎佩莱市某一使用光催化混凝土的实际建筑长达8年的考察发现，该建筑混凝土结构表面仍然与刚建成时相同，具有自洁净效应。赵毅等[利用TiO2负载型催化剂进行了同时脱硫脱硝实验，具有较高的脱除效率。张连松L3 制备的海泡石／纳米Ti0复合材料对甲醛24h的净化效率达98．25 。Igor等。采用Sol—gel法制备的Ti02／石英复合材料可用于吸附室内污染物乙醛。对于TiO2／环境矿物复合催化材料处理气体污染物的研究多处于实验室阶段，作为实用技术并使之工业化还需要进一步研究。

5 结论

TiO2 复合材料的合成及其性能的提高使光催化技术在环境治理方法方面有着广泛的应用前景，在光催化方面的应用可以有效地提高催化剂的光响应、分离与回收效率，使光生电子和空穴有限分离，提高光催化活性，但是TiO2复合材料在光催化方面的研究仍存在一些不足。在接下来的研究中，应把重点放在以下三个方面：

1) 对TiO2复合材料的光催化体系，摸索其最佳操作条件；

2）在材料的设计和合成方面，应选择合理的复合体系，采用合理的制备方法，有目的对材料进行设计，增加其比表面积，改善表面状态，提高光催化效率；

3) 应用表面技术及材料合成技术，通过表面修饰及与其他材料复合等，努力开发新型高效

的光催化剂，有效地利用太阳能，甚至是室内微弱的照明来进行光激发，从而提高光的催化效率。

参考文献

[1] 王伟，叶晶，吴岷峰, 膨胀石墨/ 二氧化钛复合材料的制备与性能研究[J].天津化

工,2012,26(1):1008-1267.

[2] 王静,水中和，冀志江，等. 纳米TiO2／环境矿物复合材料的制备及应用研究[J]. 材

料导报,2011,25(17):190-193.

[3]张万忠，乔学亮，等. 二氧化钛基光催化材料的制备与应用[J].化学试剂，2006,28,

(9),52-53.

[4] 周晓明,寇元.离子液体:性质与催化[J].黑龙江大学自然科学报,2005,22(2):254-258.

[5] 徐子刚，吴庆洲，伍文斌. 膨胀石墨对柴油吸附程度的分析[J].非金属矿，

2003,23(4),33-34.

[6] 伊利松，沈辉.二氧化钛光催化研究进展及应用[J]. 材料导报，2000,12(2):23-25.

[7] YouJi Li, Jing Li, MingYuan Ma,etc.Preparation and photocatalytic activity of

TiO2-coated granular activiated carbon composites by a molecular

adsorption-deposition method[J].Science in China B: Chemistry, 2008,

51(11):1036-1043.

DOI: 10.1007/s11426-008-0115-3

[8] Lei Shaomin, Gong Wenqi, Bai Chunhua, etc. Preparation of TiO2/Kaolinte

nanocomposite and its photocatalytical activity[J]. Wuhan University of

Technology—Materials Science Edition，2006,21(4):12-15.

DOI: 10.1007/BF02841194

[9] Kuo-Jong Hsien , Wen-Tien Tsai , Ting-Yi Su. Preparation of diatomite–TiO2

composite for photodegradation of bisphenol-A in water [J].Sol-Gel Science and Technology,2009,5(1):63-69.

DOI: 10.1007/s10971-009-1921-6

[10] Samar J.Kalita.Nanostructured Biomaterials [J].Nanostructure Science and

Technology, 2008,168-219

DOI: 10.1007/978-0-387-48805-9_4

[11]徐燕鸣，郁慧，何其庄，等．具有核壳结构的纳米二氧化钛负载银离子掺杂稀土离子

抗菌剂的合成表征及抑菌活性研究[J]．稀土，2009，30(2)：65

[12] S.Gruji1, N.Blagojevi1, M.Tosic, V. Zivanovic and B. Boovic. The effect of

TiO2 on the structure and devitrification behavior of potassium titanium germinate glass[J].Thermal Analysis and Calorimetry, 2006,83(2):463–466.

DOI: 10.1007/s10973-005-7099-4

[13] 李佑稷，李效东，李君文，等.纳米TiO2复合材料的研究进展[J].材料科学与工

艺,2006,14(3);282-286.

纳米复合材料最新研究进展与发展趋势

智能复合材料最新研究进展与发展趋势 1.绪论 智能复合材料是一类能感知环境变化，通过自我判断得出结论，并自主执行相应指令的材料，仅能感知和判断但不能自主执行的材料也归入此范畴，通常称为机敏复合材料。智能复合材料由于具备了生命智能的三要素：感知功能(监测应力、应变、压力、温度、损伤) 、判断决策功能(自我处理信息、判别原因、得出结论) 和执行功能(损伤的自愈合和自我改变应力应变分布、结构阻尼、固有频率等结构特性) ，集合了传感、控制和驱动功能，能适时感知和响应外界环境变化，作出判断，发出指令，并执行和完成动作，使材料具有类似生命的自检测、自诊断、自监控、自愈合及自适应能力，是复合材料技术的重要发展。它兼具结构材料和功能材料的双重特性。 在一般工程结构领域，智能复合材料主要通过改变自身的力学特性和形状来实现结构性态的控制。具体说就是通过改变结构的刚度、频率、外形等方面的特性，来抑制振动、避免共振、改善局部性能、提高强度和韧性、优化外形、减少阻力等。在生物医学领域，智能复合材料可以用于制造生物替代材料和生物传感器。在航空航天领域，智能复合材料已实际应用于飞机制造业并取得了很好的效果，航天飞行器上也已经使用了具有自适应性能的智能复合材料。智能复合材料在土木工程领域中发展也十分迅速。如将纤维增强聚合物（FRP）与光纤光栅（OFBG）复合形成的FRP—OFBG 复合筋大大提高了光纤光栅的耐久性。将这种复合筋埋入混凝土中，可以有效地检测混凝土的裂纹和强度，而且它可以根据需要加工成任意尺寸，十分适于工业化生产。本文阐述了近年来发展起来的形状记忆、压电等几种智能复合材料与结构的研究和应用现状，同时展望了其应用前景。 2.形状记忆聚合物（Shape-Memory Polymer）智能复合材料的研究 形状记忆聚合物（SMP）是通过对聚合物进行分子组合和改性，使它们在一定条件下，被赋予一定的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定变形态。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化，它们能可逆地恢复至起始态。至此，完成“记忆起始态→固定变形态→恢复起始态”的循环，聚合物的这种特性称为材料的记忆效应。形状记忆聚合物的形变量最大可为200％，是可变形飞行器

智能材料的研究现状与未来发展趋势

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/c016024953.html, 智能材料的研究现状与未来发展趋势 作者：邓焕 来源：《科学与财富》2017年第36期 摘要：智能材料这一概念在上世纪80年代首次被提出，近年来，关于智能材料在航空航天领域的研究与应用被频繁提及。由于智能材料具备着结构整体性强、可塑性高、功能多样化等优点，因此在航空航天领域得到了广泛的研究与使用，首先根据功能性的不同对智能材料进行了系统的分类与概述，然后对当前智能材料在航空航天领域的主要应用进行了系统性的分析与总结，最后对智能材料在未来的航空航天的应用前景中进行了进一步地展望。 关键词：智能材料；复合材料；航空航天；功能多样化 1 引言 进入二十一世纪以来，全球各大航空航天强国在航天航空领域投入了大量的研发资金，而作为航空航天领域重要环节的航天材料，近年来也不断有着新的突破，而其中被提及最多的就是智能材料在航空航天领域的应用。在智能材料的范畴中，智能复合材料最具有代表性，智能复合材料主要具备着：外界环境感知功能；判断决策功能；自我反馈功能；执行功能等。此外，由于当前智能复合材料都向着轻量化、低成本化的方向发展，因此在航天领域复合材料的设计结构以及使用用途上都有着不同的侧重发展方向。而近年来国内外各国也均加快了各自在该领域的研发使用发展进度，主要的研究大方向还是集中在了智能检测、结构稳定性、低成本化等方向上，本文着重对相关部分进行系统性的概述与总结。 2 航空航天领域智能复合材料的功能介绍 在航空航天领域中，国内外普遍利用智能复合材料以实现在降低航空航天飞行器的自身重量的前提下保证系统结构的稳定性，其次根据复合智能材料具备智能检测自身系统内部工作状态和自愈合等功能实现航空航天材料在微电子与智能应用方向的交叉发展。 2.1 智能复合材料在航天结构检测方向的应用 智能复合材料在航空航天器中的应用，主要是通过将传感器以嵌入的方式与原始预浸料铺层以及湿片铺层等智能复合材料紧密键合，最终集成在控制芯片控制器上实现对整个系统的实时监控诊测、自我修复等供能，值得注意的是，在这一过程中，智能化不仅仅是符合材料的必要功能，复合材料在很大程度上可以有效承受比传统应用材料更大外界机械压力[1]。 除此之外，由于智能复合材料作为传感器的铺放衬底，因此智能复合材料还可以实现对整个材料内部结构的状况进行收集并且将出现的诸如温度异常、结构异常、表面裂痕等隐患及时反馈至中央处理器，这在一定程度上可以有效实现整个系统内部的检测与寿命预测，在这方面的技术上，美国的Acellent公司研发的缠绕型复合材料以压力感应的形式，按照矩形布线形式

复合材料实习报告总结

复合材料实习报告总结 复合材料实习报告总结 ，隔离膜的铺放顺序，应为抽真空的缘故，我们要住辅助材料的边角不能覆盖至制品上，因为受压会使制品表面有压痕影响之间的工艺性能。一般的是隔离膜在制品的表面，然后是吸胶材料，最后是透气毡，而打真空袋是要明确以不能能漏气也就是要保证真空袋通过腻子胶条和模紧密贴合不漏气，另外一个是要是真空袋抽正空后要与模具和制品紧密贴合不能有褶皱。手糊成型的有点很多，如其一不需要复杂的设备，只需要简单的模具，工具，投资少，成本低。其二生产技术易掌控，人员只需经过短期的培训即可生产。其三复合材料产不受尺寸，形状的限制。其四可以与其他材料同时复合制成一体和对于一些不宜运输的大制品等。缺点就是产品质量不够稳定，生产环境差，气味大，加工时粉尘过多。不能用来制造高性能产品，生产效率低下。这是我感受到的，我对于手糊成型的理解。我们不仅要提高制品的工艺性能，更要减少制品的生产成本和提高工做卫生的环境条件。注重团队合作，时间的分配，设计的和理性的。 而手糊成型完了就接着是热压罐成型工艺过程： 一，模具的准备。模具要用软质材料轻轻搽拭干净，并检查时候漏气。然后在模具上涂布脱模剂。 二裁剪和铺叠。按样板裁好带有离型纸的预浸料，剪切时必须注意纤维方向然后将才好的预浸料揭去离型纸按照规定顺序和方向铺叠，每一层要用橡胶辊等工具将预浸料压实，赶出空气。

三组合和装袋，在模具上将预浸料胚料和各种辅助材料组合并装袋，应检查真空袋周边是否良好。 四热压固化，将真空袋系统组合到热压罐中，接好真空管路，关闭热压罐，然后按确定的工艺要求抽真空、加热、固化。最后就是出罐脱模，固化完成后，冷却到室温后，将真空移除热压罐，去除各种辅助材料后进行修整。 典型的热压罐固化工艺过程五个阶段： 1升温阶段; 2吸胶阶段; 3继续升温阶段 4保温热压阶段; 5冷却阶段。 我们小组遇到问题主要有裁剪时不一，就是尺寸不统一。在进行磨具合拢是不能很好的贴合，模具夹合时有缝隙需要要纤维预浸料填补。我们贴挡胶胶条是要注意把要流胶的位置都挡上。 再次，要深化自己的工作任务。熟悉每一件制品的制作方法，细节。做到烂熟于心。学会面对不同的困难，采用不同的操作技巧。力争让每一件制品都能然自己感到称心如意，更力争增加操作经验，提高产品质量。 最后，端正好自己心态。其心态的调整使我更加明白，不论做任何事，务必竭尽全力。这种精神的有无，可以决定一个人日后事业上的成功或失败，而我们的工作中更是如此。如果一个人领悟了通过全力工作来免除工作中的辛劳的秘诀，那么他就掌握了达到成功的原

磁性材料研究进展

磁性材料 引言 磁性材料作为重要的基础功能材料，已广泛用于信息、能源、交通运输、工业、农业及人们日常生活的各个领域，对社会进步和经济发展起着至关重要的推动作用。人们习惯按矫顽力的高低，对磁性材料进行分类：矫顽力大于1000A／m则称为硬磁材料，当硬磁材料受到外磁场磁化后，去掉外磁场仍能保留较高的剩磁，因此又称之为永磁材料或恒磁材料；矫顽力小于lOOA／m则称为软磁材料；矫顽力100A／m

磁电复合材料研究进展.

《复合材料学》课程论文 题目：磁电复合材料的研究进展 学生姓名：李名敏 学号： 051002109 学院：化学工程学院 专业班级：材料化学101 电子邮箱： 904721996@https://www.wendangku.net/doc/c016024953.html, 2013年 6 月

磁电复合材料的研究进展 摘要：本文介绍磁电复合材料的研究现状和合成工艺，讨论了磁电复合材料性能的影响因素，最后提出了其目前存在的问题及对今后的展望。 关键词：磁电复合材料铁电相铁磁相纳米材料合成工艺性能 1 引言 材料在外加磁场作用下产生自发极化或者在外加电场作用下感生磁化强度的效应称为磁电效应，具有磁电效应的材料称为磁电材料[1]。而磁电复合材料，它由两种单相材料—铁电相与铁磁相经一定方法复合而成。磁电复合材料的磁电转换功能是通过铁电相与铁磁相的乘积效应实现的, 这种乘积效应即磁电效应。磁电复合材料不仅具有前者的压电效应和后者的磁致伸缩效应，而且还能产生出新的磁电转换效应。这种材料能够直接将磁场转换成电场，也可以把电场直接转换为磁场。这种不同能量场之间的转换一步而成，不需要额外的设备，因此转换效率高、易操作。磁电复合材料不但具有较高的尼尔和居里温度，磁电转换系数大等诸多优点，而且还可被用于微波、高压输电、宽波段磁探测，磁场感应器等领域，尤其是在微波泄露、高压输电系统中的电流测量方面有着很突出的优势。此外，磁电复合材料在智能滤波器、磁电传感器、电磁传感器等领域也潜在着巨大的的应用前景[2]。目前, 磁电复合材料作为一种非常重要的功能材料，已成为当今铁电、铁磁功能材料领域的一个新的研究热点。 2 磁电复合材料的研究现状 2.1 磁电复合材料的历史 1894年法国物理学家居里首先提出并证明了一个不对称的分子体在外加磁场的影响下有可能直接被极化，磁电材料概念就此被提出。随后，一些科学家又指出了从对称性角度来考虑，在磁有序晶体中可能存在与磁场强度成正比的电极化以及与电场强度成正比的磁极化即线性磁电效应。直到20世纪80年代，已经发现50多种具有磁电效应的化合物，以及几十种具有此性能的固溶体。虽然发现了一系列具有磁电效应的单相材料，而这类材料虽然既具有铁电性(或反铁电性)，又具有铁磁性(或反铁磁性)，然而这些材料的居里温度大都远远低于室温，并且只有在居里温度以下这些材料才会表现出微弱的磁电效应。当环境温度上升到居里温度以上时，磁电系数就迅速下降为零，磁电效应也就随之消失。因此，难以利用单相磁电材料开发出具有实际应用价值的器件。这些局限性使得材料科学工作者们又将目光转移到复合材料上，Van Suchtelen首先提出通过复合材料的乘积效应来获得磁电效应，为制备高性能磁电材料开辟了一条新途径。1978

复合材料的发展和应用

复合材料的发展和应用 复合材料的发展和应用 具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候 论文格式论文范文毕业论文 全球复合发展概况复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电气、、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。另外，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。树脂基复合材料的增强材料树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。 1、玻璃纤维目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高，因此增长率也比较快，年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，近年来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道

的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维，是比较理想的耐热防火材料，用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件，大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止，我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中，只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水平，且拥有自主知识产权，形成了小规模的产业，现阶段年产可达500吨。 2、碳纤维 3、芳纶纤维 20世纪80年代以来，荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场，年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高，因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件（如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等）、舰船（如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等）、汽车（如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等）以及耐热运输带、体育运动器材等。 4、超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一，尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性，许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩，大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域，在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。 5、热固性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的，主要有长纤维增强粒料、连

二氧化钛后处理及设备

二氧化钛后处理及设备 （一）二氧化钛的制浆、分散、湿磨和分级 氯化法氧化工序的半成品粒度已经很细，不需要进行前粉碎。硫酸法经回转窑煅烧后的产品首先要经过磨细才能充分发挥湿磨机的作用。国内几家大的硫酸法钛白粉厂前粉碎基本上都是采用雷蒙磨来实现的（见表1）。 表1 雷蒙磨的具体设备情况 公司名称型号来源 核工业部华原公司雷蒙磨R5M 从德国进口 攀渝钛业雷蒙磨R5M — 裕兴钛白粉厂雷蒙磨R5M — 河南漯河4R、5R雷蒙磨国产 国产的雷蒙磨在质量和使用寿命上远远赶不上进口雷蒙磨，其使用10年以上仍然完好。配备有自动控制的DCS控制系统，以提高研磨效率。 磨细的物料通常由螺旋计量器加到制浆罐中。制浆用脱盐水作稀释剂，进行充分搅拌，固相浓度（质量）25%-30％。制浆的同时加人分散剂，调整pH值至9-12可达到最佳分散效果。此时要求体积电阻率不低于20000Ω·cm,若有可能可用黏度计检测，到黏度最低时为最好，以便湿磨效果充分发挥。 分散剂的种类很多，通常分为有机分散剂、无机分散剂。 有机分散剂主要是烷醇胺类和多元醇（即常用的有三乙醇胺）、二异丙醇胺、山梨糖醇、甘露糖醇等；无机分散剂主要是六偏磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、碳酸二氢铵、偏硅酸钠等。通常使用六偏磷酸钠和偏硅酸钠最多。六偏磷酸钠对微细分散体中的固体粒子有很强的分散作用，因为它是一种直链的多磷酸盐玻璃体，其中n为20-100能与分散介质中钙、镁、亚铁等金属离子生成可溶性的配位化合物，起到遮蔽多价阳离子，防止这些带正电荷的离子与带负电荷的二氧化钛产生电中和而凝聚在一起，其分子结构式如下。 氯化法钛白浆料pH值为2. 3左右，呈酸性。大多数工厂都采用偏硅酸钠作分散剂调整pH值达到9-11，以达到最佳分散效果。作分散剂的偏硅酸钠又是包硅膜的一部分，在定量加人后，尚未达到最佳pH值时，可以加人离子膜碱液协助调整pH值到达终点。 近几年，国内金红石型钛白粉产品的产量和产能扩大，进入市场后的信息反馈使生产厂家逐渐认识到，分散单元在后处理中是非常重要的工序，分散的好坏直接影响到湿磨后浆料分级的效果，特别是影响包膜的质量。分散不好，再好的包膜配方也不能生产出满足用户要求和使用性能优良的产品，所以分散的作用应该引起人们充分重视。 分散操作要非常重视以下几种影响分散的因素：①前工序产出的二氧化钛粒度和形态；②制浆的水质要好，选用去离子水，体积电阻率不低于20000Ω·cm;③浆液的pH值是控制分散好坏的重要条件，根据后处理的情况，可以通过小型试验确定最佳pH值（通常为9-11）；④分散剂的选择和用量，也可以通过工业实践确认，通常用量不超过粉料量的1％；⑤浆液的浓度要合适，通常浆液中固体物料为600-1200g/L;⑥分散罐的力学性能如机械搅拌的强度等。 湿磨是后处理中一道重要的工序，不仅硫酸法需要，氯化法也同样需要，国外大型氯化法工厂湿磨的环节往往是一点不能忽视的。湿磨与水选法比较，为获得粒度细而均匀的浆料，在相同的条件下湿磨生产能力是水选法的1. 5-2. 0倍。 湿磨的作用就是进一步磨碎在上道工序产生的聚集粒子、附聚粒子和絮凝粒子。因其粒子间的结合力非常弱，很容易通过机械研磨的方式把它们打开，在分散剂的作用下，可防止它们再聚凝在一块。这样可使一些较粗大的粒子经研磨达到具有应用性能的粒度范围（一）。 湿磨设备主要包括球磨机、振动磨、砂磨机。由于前道工序的进步，金红石型产品的湿磨设备主要选用砂磨机。它是用途较广泛的亚微米级的湿磨设备，就研磨细度而论仅次于胶体磨。

复合材料的最新研究进展

复合材料的最新研究进展 季益萍1, 杨云辉2 1天津工业大学先进纺织复合材料天津市重点实验室 2天津工业大学计算机技术与自动化学院, （300160） thymeping@https://www.wendangku.net/doc/c016024953.html, 摘要：本文主要介绍了当前复合材料的最新发展情况，主要集中在复合材料的增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面。希望能抛砖引玉，激发研究人员更有价值的创意。 关键词：复合材料，最新进展 1. 引言 人类社会正面临着诸多的问题和需求，如矿物能源、资源的枯竭、环境问题、信息技术以及生活质量等，这推动了复合材料的发展，也促进了各种高新技术的发展。但目前人们已不仅仅局限于新材料的创造、发现和应用上，科学研究已进入一个各种材料综合使用的新阶段，即向着按预定的性能或功能设计新材料的方向发展。并且，在复合材料性能取得飞速发展的同时，其应用领域不断拓宽，性能持续优化，加工工艺不断改善，成本不断降低。 复合材料的独特之处在于其可提供单一材料难以拥有的性能，其最大的优势是赋予材料可剪切性，从而优化设计每个特定技术要求的产品，最大限度地保证产品的可靠性、减轻重量和降低成本。近年以来，复合材料在加工领域中取得了一系列重要的进展，由于计算机辅助设计工具的介入和先进加工技术的开发，使复合材料的市场竞争力有了很大的提高，应用领域不断扩大，除用于结构复合材料外，还大量的进入了功能材料市场。我们观察到，复合材料的发展趋势是[1]： （1）进一步提高结构型先进复合材料的性能； （2）深入了解和控制复合材料的界面问题； （3）建立健全复合材料的复合材料力学； （4）复合材料结构设计的智能化； （5）加强功能复合材料的研究。 近年来，复合材料在增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面研究较多，并且不断有新的市场应用，能够代表复合材料的最新发展方向。 2. 增强纤维环保化[2] 目前，增强纤维的发展趋势主要是强度、模量和断裂伸长的提高。但随着全球环保意识的风行，复合材料产品也逐渐受到环保方面要求的压力，尤其欧洲地区已有相关规定，热固性复材产品由于无法回收再利用而不易销往欧洲。在树脂之外，复材产品中的增强纤维迄今绝大部分都是无法回收再利用的，包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶等，全都是如此。 最近有一种新型增强纤维－玄武岩纤维(Basalt Filament)，是由火山岩石所提炼而成的，堪称100% 天然且环保，预期在不久的未来，将会取代相当比例的各种纤维，而加入复合 - 1 -

复合材料的研究与进展

复合材料的研究与进展 摘要：所谓复合材料，指的是由两种或两种以上的材料经过复合而制备的多相材料，是一种混合物。复合材料可以由金属材料、陶瓷材料或高分子材料等复合而成，各种材料的性能之间相互补充或增强，取长补短，产生协同效应，从而使复合材料的整体性能优于原组成材料。复合材料具有许多优点，如：质量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀性好等。被广泛应用于航空航天，汽车工业，化工纺织和医疗等领域。 关键词：复合材料碳纤维复合材料 一.复合材料的发展历史 早在五千年年以前，在中东地区就有用芦苇混合沥青来造船的技术了，在古埃及，修建金字塔时用石灰、火山灰等作粘合剂，混和砂石等作砌料，这是最早最原始的颗粒增强复合材料。而在古代中国，复合材料的应用则更为瑰丽广泛，如：从西安东郊半坡村仰韶文化遗址，发现早在公元前2000年以前，古代人已经用草茎增强土坯作住房墙体材料；中国沿用至今的漆器是用漆作基体，麻绒或丝绢织物作增强体的复合材料；1957年江苏吴江梅堰遗址出土有油漆彩绘陶器，1978年浙江余姚河姆渡遗址出土的朱漆木碗，就是两件最早的漆器实物；汉墓出土的漆器鼎壶、盆具和茶几等，用漆作胶粘剂，丝麻作增强体。在湖北随县出土的2000多年前曾侯乙墓葬中，发现有用于车战的长达3米多的戈戟，用木芯外包纵向竹丝，以漆作胶粘剂，丝线环向缠绕，其设计思想与近代复合材料相仿；1000多年以前，中国已用木料和牛角制弓，可在战车上放射；至元代，蒙古弓用木材芯子，受拉面贴单向纤维，受压面粘牛角片，丝线缠绕，漆作胶粘，弓轻巧有力，是古代复合材料中制造水平高超的夹层结构；在金属基复合材料方面，如越王剑，是金属包层复合材料制品，不仅光亮锋利，而且韧性和耐蚀性优异，埋藏在潮湿环境中几千年，出土后依然寒光夺目，锋利无比。【1】 到了近现代，随着高技术发展的需要，在复合材料的基础上又发展出性能高的先进复合材料。例如在第一次世界大战前，用胶粘剂将云母片热压制成人造云母板，在20世纪初市场上有虫胶漆片与纸复合制成的层压板出售，但真正的纤维增强塑料工业，是在用合成树脂代替天然树脂、用人造纤维代替天然纤维以后才发展起来的。第一次世界大战期间，德国人拖动脚踏车轮拉拔玻璃纤维丝。20世纪30年代，美国发明用铂柑涡生产连续玻璃纤维的技术，从此在世界范围内领域开始取代金属材料。【2】 到了现代，随着航空航天工业汽车工业对于具有质量轻，强度高，耐腐蚀等优越性能的材料的需求，发展了比强度、比模量、韧性、耐热、抗环境能力和加工性能都好的先进复合材料。二．复合材料对于国民经济发展、工业技术变革的作用 复合材料的主要应用领域有：航空航天领域、汽车工业、化工纺织领域还有医学领域。 1.航空航天领域 运用于航天航空领域的复合材料具有热稳定性好，比强度、比刚度高的特性，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的verton 复合材料壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。【3】由于复合材料的出现，可以有效降低航天航空业的研究发展成本，而由于先进复合材料本身的优越性能，也使得航天飞机飞行器等的性能有了极大改善。例如高性能碳(石墨)纤维复合材料在导弹、运载火箭和卫星飞行器上就发挥着不可替代的作用，它的应用水平和规模已关系到武器装备的跨越式提升和型号研制的成败。 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，以树脂为基体，碳纤维为增强体的复合材料碳纤维具有碳材料的固有本征特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为

复合材料与工程专业毕业设计外文文献翻译

毕业设计外文资料翻译 题目POLISHING OF CERAMIC TILES 抛光瓷砖 学院材料科学与工程 专业复合材料与工程 班级复材0802 学生 学号20080103114 指导教师 二〇一二年三月二十八日

MATERIALS AND MANUFACTURING PROCESSES, 17(3), 401–413 (2002) POLISHING OF CERAMIC TILES C. Y. Wang,* X. Wei, and H. Yuan Institute of Manufacturing Technology, Guangdong University ofTechnology, Guangzhou 510090, P.R. China ABSTRACT Grinding and polishing are important steps in the production of decorative vitreous ceramic tiles. Different combinations of finishing wheels and polishing wheels are tested to optimize their selection. The results show that the surface glossiness depends not only on the surface quality before machining, but also on the characteristics of the ceramic tiles as well as the performance of grinding and polishing wheels. The performance of the polishing wheel is the key for a good final surface quality. The surface glossiness after finishing must be above 208 in order to get higher polishing quality because finishing will limit the maximum surface glossiness by polishing. The optimized combination of grinding and polishing wheels for all the steps will achieve shorter machining times and better surface quality. No obvious relationships are found between the hardness of ceramic tiles and surface quality or the wear of grinding wheels; therefore, the hardness of the ceramic tile cannot be used for evaluating its machinability. Key Words: Ceramic tiles; Grinding wheel; Polishing wheel

材料成型毕业论文范文2篇

材料成型毕业论文范文2篇 材料成型毕业论文范文一：金属材料加工中材料成型与控制工程 摘要：本文以金属材料为例，对材料成型与控制工程中的加工技术进行细化分析，首先，理论概述了金属材料的选材原则，然后具体分析了铸造成型、挤压与锻模塑性成型、粉末冶金以及机械加工四种加工方法，旨在为相关工作人员提供有借鉴性的参考资料，进一步提高我国制造业的加工水平与整体质量。 关键词：材料成型;控制工程;金属材料;加工工艺 0引言 对于我国制造业而言，材料成型与控制工程是其实现长期健康发展的根本保障，不仅如此，材料成型与控制工程也是我国机械制造业的关键环境，因此，相关企业必须对其给予高度重视。无论是电力机械制造，还是船只等交通工具制造，均离不开材料成型与控制工程，材料成型与控制技术的水平与质量将会直接决定机械制造水平与质量。因此，对材料成型与控制工程中的金属材料加工技术进行细化分析，具有非常重要的现实意义。 1金属材料选材原则 在金属复合材料成型加工过程中，将适量的增强物添加于金属复合材料中，可以在很大程度上高材料的强度，优化材料的耐磨性，但与此同时，也会在一定程度上扩大材料二次加工的难度

系数，正因此，不同种类的金属复合材料，拥有不同的加工工艺以及加工方法。例如，连续纤维增强金属基复合材料构件等金属复合材料便可以通过复合成型;而部分金属复合材料却需要经过多重技术手段，才能成型，这些成型技术的实践，需要相关工作人员长期不断加以科研以及探究，才能正式投入使用，促使金属复合材料成型加工技术水平与质量实现不断发展与完善。由于成型加工过程中，如果技术手段存在细小纰漏，或是个别细节存在问题，均会给金属基复合材料结构造成一定的影响，导致其与实际需求出现差异，最终为实际工程预埋巨大的风险隐患，诱发难以估量的后果。所以，相关工作人员在对金属复合材料进行选材过程中，必须准确把握金属材料的本质以及复合材料可塑性，只有这样，才能保证其可以顺利成型，并保证使用安全。 2金属材料加工方法 2.1机械加工成型 当前，金属材料成型与控制工程中，应用最为广泛的金属切割刀具便是金刚石刀具，以金刚石刀具对铝基复合材料进行精加工，与其他金属基复合材料，例如，钻、铣以及车等，均是现代社会中广而易见的。铝基复合材料的金刚石刀具加工形式可以细化为三种：其一，车削形式;其二，铣削形式;其三，钻削形式。其中，钻削即通过镶片麻花钻头对铝基复合材料进行加工，常见的有b4c以及sic颗粒钻削，然后添加适量的外切削液，可以有效强化铝基复合材料。铣削即通过 1.5%-2.0%(w+c)粘结剂，8.0%-8.5%pcd的端面铣刀对铝基复合材料进行加工，常见的有sic 颗粒铣削增强铝基复合材料，然后添加适量的切削液进行冷却。

石墨烯复合材料在电磁领域的应用研究进展

工 程 塑 料 应 用 ENGINEERING PLASTICS APPLICATION 第43卷，第9期2015年9月 V ol.43，No.9Sept. 2015 143 doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2015.09.029 石墨烯复合材料在电磁领域的应用研究进展 王雯1，黄成亮1，郭宇1，宋宇华1，张颖异1，刘玉凤1，杜汶泽2 (1.中国兵器工业集团第五三研究所，济南 250031； 2.总装备部装甲兵驻济南地区军代室，济南　250031) 摘要：石墨烯以其独特的二维结构和优异的力学、电学、光学、热学性能成为材料领域的研究热点，石墨烯复合材料是石墨烯应用领域中重要的研究方向。概括了国内外石墨烯复合材料在电磁波吸收及电磁屏蔽领域的应用研究进展，并展望了未来石墨烯复合材料在此领域的发展趋势。 关键词：石墨烯；石墨烯复合材料；微波吸收；电磁屏蔽；应用 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2015)09-0143-04 Application Research Progress of Graphene Composites in Electromagnetic Fields Wang Wen 1， Huang Chengliang 1， Guo Yu 1， Song Yuhua 1， Zhang Yingyi 1， Liu Yufeng 1， Du Wenze 2 (1. CNGC Institute ， Jinan 250031， China ； 2. Jinan Regional Office of Armoured Force Military Representative Bureau ， Jinan 250031， China) Abstract ：Graphene has become a hot research spot at home and abroad in recent years due to its unique two-dimensional structure and excellent mechanical, electrical, optical and thermal properties. Graphene composites is an important research direction in the area of graphene application. The application research progress in the microwave absorption and electromagnetic interference shielding fields of graphene composites were summarized. The developmental trend of graphene composites in the fields was expected. Keywords ：graphene ；graphene composite ；microwave absorption ；electromagnetic interference shielding ；application 石墨烯是单层碳原子紧密堆积而形成的一种超薄碳质新材料，厚度只有0.34 nm ，是目前世界上最薄的二维材料 [1–2] 。自2004年英国曼彻斯特大学的物理学教授A. Geim 和 K. Novoselov 等用机械剥离方法观测到单层石墨烯，其独特的物理性能和在电子领域的潜在应用成为国际研究的热点，并引起科学界新一轮“碳”热潮[3–6]。 碳材料是电磁屏蔽和吸波材料研究的重要内容，对于石墨、碳纤维、碳纳米管等材料的电磁屏蔽和吸收性能的研究已经相当广泛。然而，作为一种新型碳材料的石墨烯具有纵横比、电导率和热导率高、比表面积大、密度低等特点，其本征强度高达130 GPa ，常温下的电子迁移率可达到15 000 cm 2／(V ·s)，是目前电阻率最小的材料。并且石墨烯具有室温量子霍尔效应和良好的铁磁性[7–10]，与石墨、碳纤维、碳纳米管等材料相比，拥有独特性能的石墨烯可以突破碳材料原有的局限，成为一种新型有效的电磁屏蔽和微波吸收材料[11–14]。因此，以石墨烯为研究方向，结合金属纳米材料或聚合物材料，通过结构设计研制性能优异的石墨烯复合材料，有望广泛应用于电磁波吸收及电磁屏蔽等民用及军事领域。笔者根据国内外学者的研究情况，重点介绍石墨烯复合材料在电磁波吸收以及电磁屏蔽领域中的研究进展，并对未来石墨烯复合材料的发展进行了展望。 1　石墨烯复合材料在电磁波吸收领域中的应用 随着无线电探测技术和探测手段的发展以及其它非可见光探测技术和各种反伪装技术的逐渐完善和应用，传统武器装备的生存受到严峻的挑战。因此，研制高效吸收雷达波的轻型材料是提高武器装备系统生存能力的有效途径之一，是现代战争中最具有价值、最有效的战术突防手段。可见，高性能轻型微波吸收材料研制及在武器装备中的应用至关重要。 二维片状的石墨烯具有高的比表面积(2 630 m 2／g)[9] 以及特异的热、电传导功能，对微波能产生较强的电损耗。与传统吸收剂相比，石墨烯材料以其优异的电磁性能成为一种有效的新型微波吸收材料。传统的铁磁类吸收剂，如Fe ，Ni ，Co ，Fe 3O 4，Co 3O 4等铁磁性纳米物质对电磁波具有较强的磁损耗。通过结构设计，将石墨烯与此类纳米粒子复合后，得到石墨烯片层中镶嵌强吸收电磁波纳米磁性粒子结构的复合材料，并且可实现对微波较强的介电损耗和磁损耗。此类复合材料将石墨烯与磁性纳米粒子的优异性能结合在一起，有效提高了石墨烯材料的磁损耗，并可显著提高我国吸 联系人：王雯，工程师，博士，主要从事新型碳材料的制备及应用方面的研究 收稿日期：2015-06-22

聚合物基纳米复合材料研究进展

聚合物基纳米复合材料研究进展 摘要: 针对聚合物基纳米复合材料的某些热点和重点问题进行了总结和评述，并讨论了碳纳米管、石墨烯及纳米增强界面等以增强为主的纳米复合材料的研究状况和存在的问题；系统地评述了纳米纸复合材料、光电纳米功能复合材料以及纳米智能复合材料等以改善功能的纳米功能复合材料的研究动态。 关键词 : 复合材料；纳米材料；聚合物；功能材料 引言 复合材料作为材料大家族中的重要一员，已经深入到人类社会的各个领域，为社会经济与现代科技的发展作出了重要贡献。复合材料科学与技术的发展经历了从天然复合材料到人工复合材料的历程，而人工复合材料的诞生更是材料科学与技术发展中具有里程碑意义的成就。20 世纪 50 年代以玻璃纤维增强树脂的复合材料(玻璃钢)和 20 世纪 70 年代以碳纤维增强树脂的复合材料(先进复合材料) 是两代具有代表性的复合材料。这两代材料首先在航空航天和国防领域得到青睐和应用，后来逐渐扩大到体育休闲、土木建筑、基础设施、现代交通、海洋工程和能源等诸多领域，使得复合材料的需求越来越强烈，作用越来越显著，应用领域越来越广泛，用量也越来越多，而相应的复合材料科学与技术也在不断地丰富和发展。随着纳米技术的出现和不断发展，纳米复合材料已经凸显了很多优异的性能，从一定意义上有力地推进了新一代高性能复合材料的发展。纳米化与复合化已经成为新材料研发和推动新材料进步的重要手段和发展方向。 纳米复合材料是指以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的颗粒、纤维、纳米管等为分散相，通过合适和特殊的制备工艺将纳米相均匀地分散在基体材料中，具有特殊性能的新型复合材料。本研究的重点是讨论聚合物基纳米复合材料的研究概况，系统介绍利用碳纳米管、石墨烯、碳纳米纸、纳米界面改性等提升和改善复合材料力学性能及物理性能的机理与作用。 1 纳米增强复合材料 纳米复合材料的性能依据其基体材料和纳米增强相种类的不同而差异巨大，因此提高力学性能是纳米复合材料研究领域中最具代表性的研究工作之一。纳米相对聚合物基体的力学性能改性主要包括强度、模量、形变能力、疲劳、松弛、蠕变、动态热机械性能等。 1.1 碳纳米管纳米复合材料 碳纳米管是由碳原子形成的石墨片层卷成的无缝、中空管体，可依据石墨片层的数量分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。由于纳米中空管及螺旋度共同作用，碳纳米管具有极高的强度和理想的弹性，其弹性模量甚至可达1.3 TPa，与金刚石

(完整版)含穿孔损伤复合材料层合板刚度降模型毕业设计论文

中国民航大学 本科生毕业论文 含穿孔损伤复合材料层合板刚度降模型 院系：航空工程学院专业：飞行器动力工程班级：040141 D 姓名：李伟

学号： 指导教师：卢翔二零零八年六月

基于疲劳损伤两段论的复合材料层合板刚度降模型 李伟 摘要：复合材料在静态和动态载荷作用下的损伤是十分复杂的，对损伤的精确建模是关系到复合材料力学行为描述的关键问题。精确的模型能更深刻地认识复合材料的损伤机理。本文从实际工程背景出发，利用疲劳累积损伤模型，结合疲劳损伤两段理论，对复合材料层合板的寿命问题开展了较为系统深入的研究。主要内容包括： （1）在刚度降模型的基础上，根据疲劳损伤的两阶段理论，将复合材料的疲劳损伤划分为两个阶段。并且用两种不同的函数分段描述疲劳损伤的过程，建立了疲劳损伤演化两阶段模型。通过查阅相应的试验数据，运用多元函数的最小二乘法，得到了模型中的各个拟合参数。最后以75%的强度极限应力水平为例，对模型进行了验证。 （2）在无孔层合板疲劳累积损伤模型的基础上，运用“点应力准则”概念，提出了带圆孔复合材料层合板的疲劳累积损伤模型，定义了应力修正因子。通过查阅相关的试验数据，获得了特征点应力修正因子，并建立了该带孔板疲劳累积损伤模型。用该模型对孔径为5mm层合板的S-N(应力-寿命,S-N)曲线进行了疲劳寿命预测与验证。 关键词：复合材料刚度降疲劳损伤寿命预测S-N曲线

Stiffness reduction analysis for composite laminates with circular of laminated composite. In this paper, starting from a practical engineering background, using the fatigue accumulation damage theory, together with the two-stage theory for fatigue damage, a in-depth study for the fatigue life ofcomposite laminates are carried on. The research work in this paper is included following: 1、On the basis of the stiffness reduction model, According to the two-stage fatigue damage theory, a damage process is divided into two stage。In order to express the fatigue damage accurately, the two-stage model for fatigue accumulation damage is presented. Through accessing to the corresponding test data, using of the least squares method for multi-function, the parameters in the model are finally got. In the end, the fatigue tests of the composite materials under 75% ultimate strength are investigated experimentally. Based on the stiffness reduction model of imperforate composite laminates, using the concept of “characteristic dimension”stress, a fatigue model is presented for the fatigue of notched laminates, and the concept of the