航空航天用纳米碳复合材料研究进展

发布时间：2020-12-17 11:29

　　对航空航天用纳米碳复合材料及其多功能特性的研究进展情况进行了综述,阐述了国内外研究者们在纳米碳复合材料及其多功能特性方面取得的重要成果,并系统地综述了纳米碳复合材料在多尺度增强、电磁屏蔽、智能驱动、隔热、传感方面的研究工作。最后展望了纳米碳复合材料在航空航天领域中的潜在应用。 

【文章来源】：宇航学报. 2020年06期 北大核心

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

纳米带海绵及其复合材料

在第三种途径中。阵列抽丝已经取得了强度1.9 GPa、模量330 GPa的超强纤维[46],目前已有报道的碳纳米管纤维拉伸强度最高可达80 GPa [47]。浮动CVD直接纺丝法的最早开发者是英Windle小组,其最早使用通过浮动CVD纺丝法制备了模量可达160 N/tex,强度为2.2 N/tex的碳纳米管纤维[48]。美国NASA于2012年立项研究规模化制备碳纳米管纤维的技术,2015年成功应用碳纳米管纤维缠绕成型了火箭发动机系统用复合材料高压气瓶,并于2017年5月通过了火箭发射考核验证,如图2所示。纤维对于复合材料的力学性能提升极其重要,目前由于纳米碳纤维为新型纤维,在集束、加捻等工艺上也在起步阶段。同时兼顾高强、高模两个重要参数上纳米碳纤维也还存在不足,仍需要开发定向等新技术。2 纳米碳复合材料的电磁屏蔽性能研究现状

电磁屏蔽复合材料的研究当中,Xu等[16]通过将PDMS浸润到石墨烯三维宏观体当中,成功制备出了石墨烯/聚二甲基硅氧烷复合材料。使聚二甲基硅氧烷复合材料的拉伸强度提高了63.6%,弹性模量提高了约11倍。石墨烯三维骨架结构的保留使得复合材料依然保持较好的导电性,电磁屏蔽效能可达54 dB。同时,还将石墨烯引入到碳纳米管海绵当中,进一步提升了碳纳米管海绵的导电特性,获得的石墨烯与碳纳米管混杂海绵的电磁屏蔽效果比纯碳纳米管海绵提高了50%[58]。另外,还成功制备出了聚乙烯醇/石墨烯纳米复合材料薄膜[59],如图3所示,该纳米复合材料在频率范围为8～12 GHz内电磁屏蔽效能可达20 dB的情况下,引入到声学超材料当中,可以通过直流电压,在369.2～420 Hz之间主动调谐,并展现出优异的声音衰减特性,达到主动降噪频率的目的。3 纳米碳智能驱动复合材料研究现状

【参考文献】：
期刊论文
[1]SSPS太阳能收集系统研究现状及发展趋势[J]. 杨阳,张逸群,王东旭,李勋.  宇航学报. 2016(01)
[2]一种基于石墨烯的脉冲星导航X射线探测器[J]. 吴耀军,帅平,张倩,傅灵忠,陈强.  宇航学报. 2015(07)
[3]纳米复合吸波材料的研究进展[J]. 李世涛,乔学亮,陈建国.  宇航学报. 2006(02)



本文编号：2921964