智能结构材料

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1、SMARTSTRUCTURALCOMPOSITESDefinition:Intrinsically（本质）smartstructuralcompositesaremultifunctionalstructuralmaterialswhichcanperformfunctionssuchassensingstrain（应变传感）、stress（压力）、damage（损伤检测）ortemperature;thermoelectricenergygeneration（热电发电）;EMIshielding（电磁干扰屏蔽）;electriccurrentrectification（电流整流）;an

2、dvibrationreduction（减震）.Importance:a.Hazardmitigation（缓解危险）b.Structuralvibrationcontrol（结构震动控制）c.Structuralhealthmonitoring（结构健康监测）d.Transportationengineering（交通工程）e.Thermalcontrol（热控制）f.Energysaving（节能）Theymaygenerallybedividedintotwocategories（类别）:Cement-matrixcompositesIncludeconcrete（混凝土）,mor

3、tar（砂浆）,andcementpaste（水泥砂浆）Polymer-matrixcompositesCement-matrixcomposites这种材料主要具有以下几方面的功能Radiowavereflectivity（无线电波反射率）Strainsensing（应变传感）Damagesensing（伤害传感）Thermistors（热敏电阻）Thermoelectricdevices（热电装置）Polymer-matrixCompositesStrainsensing（应变传感）Damagesensing（损伤检测）Temperaturesensing（温度传感）智能材料的应用前

4、景智能材料可随外界条件的变化而有意识地调节、修饰和修复。智能高分子材料的品种多,范围广,智能凝胶、智能膜、智能纤维和智能粘合剂等均属于智能高分子材料的范畴。由于高分子材料与具有传感、处理和执行功能的生物体有着极其相似的化学结构,较适合制造智能材料并组成系统,向生物体功能逼近,因此其研究和开发尤其受到关注。应用方面：1.航天航空2.交通运输3.化学工业4.电器工业5.建筑工业6.机械工业7.医学医药智能材料在各方面的应用智能背心人造关节坐垫智能材料在航天的应用在航空方面，主要用作战斗机的机翼蒙皮，机身，垂尾，副翼，水平尾翼，雷达罩，侧壁板等主承力构件。智能材料在交通的应用由复合材料制成的汽

5、车质量减轻，在相同条件下耗油量只有铜制汽车的1/4，而且在受到撞击时能大幅度吸收冲击能量。智能材料在化学工业的应用在化工方面，复合材料主要被用于制造防腐蚀制品。高分子基复合材料具有优异的耐腐蚀性能。例如：在酸性介质中，高分子基复合材料的耐腐蚀性比不锈钢优异的多！！智能材料在电器工业方面的应用高分子基复合材料是一种优异的电绝缘材料，被广泛用于电机、电工器材的制造。如绝缘板、绝缘管、高压绝缘子、带电操作工具等。智能材料在建筑工业上的应用例如：玻璃纤维增强的高分子基复合材料（玻璃钢）具有优异的力学性能，良好的隔热隔声性能，低吸水率，优良的耐腐蚀性。智能材料在机械工业上的应用复合材料还用于制造各

6、种叶片、风机、各种机械部件如齿轮、皮带轮和防护罩等！普通水泥材料与CFRC的比较注：CFRC即Carbon-fiber-reinforcedcement-basedcomposites碳纤维增强水泥基复合材料模量：材料在受力状态下，应力与应变的比值。CFRC的性能特点及应用1.CFRC的制备：一般由混料、成型、养护3步组成。混料：利用分散剂将碳纤维预先分散开，再与水泥、砂子、石子、外加剂等混合均匀成型：采用浇注法、挤出法、压制法、压制脱水或震动法之一使混合成型养护：成型后的试件放入到水或养护箱中养护，干后即成CFRC复合材料2.力学性能水泥是脆性材料，但只要加入3vol%碳纤维就可以完全

7、改变其脆断特性，其模量可提高2倍，强度可增加5倍。如果定向加入，则加入12.3vol%的中强碳纤维便可使水泥的强度从5MPa提高到185MPa。用碳纤维增强水泥还可以使抗拉强度和抗弯强度提高5~10倍，韧性与延伸率提高20~30倍，结构质量减轻1/2。3.压敏性压敏性：随着压应力的变化，CFRC的电阻率发生变化的现象叫做压敏性4.屏蔽效应CFRC复合材料的发展前景谢谢！