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碳纳米管海绵功能复合材料的可控制备及储能应用
碳纳米管海绵材料具有轻质、柔性、抗腐蚀、耐高温等特点。微观上具有三维多孔结构，能够承受大应变的反复压缩而不坍塌，同时，碳纳米管互相搭接形成高导电的三维网络。这种综合的优良力学和电学性能使得碳纳米管海绵在功能复合材料、吸附过滤等领域具有广阔的应用前景。近年来，随着社会对清洁、可再生能源的日趋重视，各种能量转换和存储器件的研究如火如荼。
北京大学
2021-04-13
轻质超薄碳纳米材料柔性全固态超电容
移动互联网时代，智能手机等设备的屏幕越做越大，研发可卷曲、可折叠的便携电子产品已成为趋势。然而，固定形状的电池限制了可折叠电子产品的发展，亟需开发相应的柔性储能器件。天津大学赵乃勤教授课题组与天津工业大学康建立教授合作，研发成功了迄今最薄的碳纳米材料薄膜超级电容器，其厚度仅为A4纸的三分之一（约30微米），柔韧、轻盈，是可穿戴设备的理想电源。
“轻质超薄”是这款超电容的显著特点。为获得高的器件综合性能，该研究团队从器件结构优化设计出发，使其兼具超高能量密度和功率密度。他们先采用化学气相沉积法一步制备了一种柔韧多孔碳纳米纤维/超薄石墨层杂化薄膜，再以固态电解质封装两片杂化薄膜得到全固态自支撑薄膜超电容。
该超电容厚度只有A4纸厚度的三分之一左右，且有很好的柔韧性。经过优化结构设计，该器件整体的体积能量密度和功率密度比目前已报道的同类超电容可以高出几个数量级，这对于空间有限的微电子器件来说尤为重要。该超电容每平方米重量仅为58克，未来可将多片超电容嵌入到衣服中，使得平时穿的衣服变成可以给电子产品供电的“电源”，穿在身上几乎不增加负重，且便于携带。
同时，整个器件还具有很好的抗变形性和循环稳定性，充放电循环5000次后电容量还保持在96%以上（而锂电池在充放电循环1000次左右后电极性质会发生变化，使用中会出现电量不足的情况）。此外，锂电池的安全问题也成为目前人们关注的重点，该超电容采用全固态设计理念，当其遭受撞击或者损坏时不会有液体外泄情况发生，极大程度上提高了产品的安全性。该超电容同时具备一般超电容使用寿命长、充放电速度快等优势，在可穿戴电子器件和微器件领域具有很好的应用前景，成果实现产业化后将会有力推进相关电子产业的升级换代。
天津大学
2023-05-12
一种新型竹塑复合材料
竹塑复合材料 (BPC) 是一种以竹纤维为填充材料作为增强相，以热塑性树脂为基体，选择 不同的助剂对复合材料的界面进行改性处理，通过挤出、注塑、模压等不同加工方法制备而 成的新型复合材料。竹塑复合材料既有纤维的高弹性和高强度，又具有树脂的高韧性和耐疲劳 性，比单纯的树脂或者纤维具有更好地使用价值。BPC具有优良的透气性、防腐性、防虫蛀等 特点，容易钉锯、便于二次加工，且竹子生长周期短、原料供应充足，故而价格低廉。目前， 竹塑产品在一定程度上可以取代传统的木制产品，广泛应用于园林建设、汽车行业、建筑装饰 行业、包装材料和日常生活用品等领域都有广泛的应用。竹纤维或废旧纤维的回收利用对于保 护环境，节约资源和降低生产等方面有着重要的意义。
华东理工大学
2021-04-11
3D打印陶瓷基复合材料
陶瓷拥有很多有用特性，如高强度、高硬度以及耐腐蚀、耐磨损等优点，缺点是无法轻易制成复杂形状。
3D打印技术能使陶瓷拥有复杂的形状，但陶瓷极高的熔点又限制了这一方法的使用。
目前几项陶瓷的3D打印技术不仅效率低下，且打印出来的产品往往内部缺陷大，无法保证性能，本项目采用选择性激光熔融技术和后续处理工艺可以大幅度提高打印材料的致密性，既能实现材料的复杂结构也保障了材料的各方面的性能。
哈尔滨理工大学
2021-05-04
镁铝复合材料制备新方法
本成果提出了两种镁/铝复合材料新型加工方法，可以用来制备具有特种 用途的镁铝复合材料。主要包括：镁/铝复合棒材的挤压制备和镁铝复合板材的 挤压加工，已经申请了国家发明专利，并获得授权。具体介绍如下： 1. 一种铝合金包覆镁合金棒材的挤压加工制备方法： 采用挤压加工制备铝合金包裹镁合金的棒材，最终产品可为棒材及 板材及管材等型材，具体方法包括：在铝合金挤压锭的中心嵌入镁合金材料, 此复合挤压棒随后进行挤压加工成棒材，最终棒材外表为铝合金，心部为镁 合金，且其比例与原始挤压棒中镁合金和铝合金的比例相当。与单纯的铝合 金棒材相比，此种复合结构可显著降低比重，减轻结构重量；与单纯的镁合 金棒材相比，外表的铝合金复合结构使此复合结构具有优异抗腐蚀性能。 2, 一种镁铝多层复合板材的挤压加工方法： 提出了利用挤压加工制备镁铝复合板材，通过对镁合金和铝合金铸态坯料挤 压加工可以制备出单层或多层复合板，通过调控挤压坯料中镁合金和铝合金的 比例可以有效调控多层复合板材中的镁合金和铝合金的比例。与传统的累积叠 轧方法相比，此方法的优点如下： （1） 采用铸态坯料制备板材，无需将难变形的镁合金加工成板材后再进 行复合，因此加工成本低； （2） 由于挤压坯料为块状而非板材，表面氧化物量少，可以有效的减少 表面氧化物对复合板材截面结合的影响； （3） 整个复合板材中镁合金处于中心部位，铝合金处于表面，可以有效 的防止中心易腐蚀的镁合金部分的腐蚀。
重庆大学
2021-04-11
隔音降噪轻质高分子复合材料
利用微层共挤出技术制备高分子材料层和发泡层交替排列的层状材料，该材料具有以下特点：（1）层数可以调，最多可达到2000多层；（2）高分子材料层和发泡层的厚度比可调；（3）由于高分子材料层和发泡层的模量差异较大，因此声波会在层状界面发生反射，并且层状界面数量越多，反射的声波越多，起隔音降噪作用；（4）由于发泡层的存在，因此材料的整体密度不高，并且密度可调；（5）层状结构的协同作用导致材料的力学性能优异。
四川大学
2021-04-11
连续玻纤增强热塑性复合材料
目前，世界上对纤维增强塑料的复合材料70％以上是采用热固性树脂制造，这类树脂不能回收，对环保不利，解决的办法之一是使用热塑性塑料来制造复合材料。由无碱玻璃纤维和热塑性长丝同时在线纺丝、均匀平铺共挤混合组成的连续复合直接粗纱，这一技术可使玻璃长丝周围均匀分布聚丙烯长丝，同样，每根聚丙烯长丝周围也均匀分布玻璃长丝。且二者界面结合良好，玻璃纤维含量可增至60～75％，抗拉强度、抗拉模量、弯曲强度和抗冲击强度明显提高，是GMT的数倍，制品加工温度、压力大大降低，从而加工成本下降。该复合纤维加工成形过程无污染，产品使用若干年后还可回收利用，属绿色环保材料。采用复合纤维针刺毡，与长春一汽集团技术中心商讨共同开发研制汽车部件，展开应用研究工作；使用复合纤维平纹布以及复合纤维多轴向缝编毡，与上海沥高科技公司共同开发制作了汽车发动机罩和挡泥板，产品成型良好，具有良好的应用前景；复合纤维经加拿大FIBERLINK INC公司采用，效果良好。
华东理工大学
2021-04-11
先进环氧沥青复合材料制备技术
先进环氧沥青材料经固化后，在300℃条件下，4小时不熔化；环氧沥青结合料的断裂延伸率平均可达281.9％，拉伸强度平均2.63Mpa；环氧沥青黏结层断裂延伸率平均可达245.8%，拉伸强度平均8.18MPa；相应的环氧沥青混凝土，马歇尔试件强度未固化时马歇尔稳定度达10.2KN、流值29.2(0.1mm)，固化后马歇尔稳定度达57.8KN、流值47.5(0.1mm)；本材料制成的复合梁在5kN，10Hz加载下进行疲劳试验，扰动1200万次后复合梁挠度差没有变化，复合梁没有损伤。本项技术产品已经在武汉天兴洲长江大桥、上海长江隧桥、上海闵浦大桥、天津海河富民桥、武汉阳逻长江大桥、杭州湾跨海大桥、苏通长江大桥、宁常茅山隧道等许多国家大型基础工程的钢桥面铺装、水泥混凝土桥面铺装、水泥混凝土桥面防水粘结层铺装和高强路面中应用。本项技术成果获得2008年教育部技术发明一等奖和江苏省科技进步二等奖。
东南大学
2021-04-11
陶瓷纤维增强复合材料铝活塞
陶瓷纤维增强铝活塞（Ceramic Fiber-Reinforced Aluminum Piston,简称CFR活塞，如附图），是一种高新技术产品。现代柴油机采用增压、强化技术后，原有铝合金活塞难以满足材料需求，用CFR 活塞代替普通铝合金活塞已成为发动机行业的趋势。日本、美国、德国等国的发动机生产厂家都在大力研究和推广应用。东南大学材料系历经多年的开发研究，研制成功了陶瓷纤维增强铝活塞，并已在汽车发动机、大马力柴油机上得到应用，与普通铝合金活塞相比，可使活塞使用寿命提高3－5倍，并提高发动机功率，减少装配间隙，降低运行噪音、燃油消耗和废气排放，若用CFR活塞取代奥氏体镶圈铝合金活塞，则可使制造工艺简单，生产成本降低。
东南大学
2021-04-11
大型桥梁复合材料防船撞系统
南京工业大学复合材料结构研究所围绕桥梁、隧道、高速公路等交通基础设施减缓车辆、船舶撞击灾害的迫切需求，基于纤维增强复合材料耐腐蚀、轻质高强、缓冲性能优异等特点，在国内外首次提出了大型桥梁复合材料防船撞系统的设计理念，申请了2项国际PCT专利，获8项发明专利授权。建成了润扬长江大桥等4项防船撞工程，正开展港珠澳大桥等100余项防撞设计。研究所正开展隧道防车撞复合材料路缘、高速公路防车撞护栏、立交桥桥墩防车撞系统、航道船闸防船撞系统等研制工作，已申请4项国家发明专利，有效促进了复合材料防撞系统的系列化与专业化。 目前该项目可进行批量生产。
南京工业大学
2021-04-13