复合材料

研究目的是提高聚合物/陶瓷基复合材料的机械耐久性和表面摩擦特性。通过改变聚二甲基硅氧烷( PDMS )中微尺寸GBs的加入量，在不同的重量比( PDMS∶GB )下制备PDMS /玻璃气泡( GB )复合试样。根据GBs的添加比例对PDMS / GB复合材料的表面、力学和摩擦学性能进行了评价。通过有限元分析模拟，比较了裸PDMS和不同GB密度PDMS / GB复合材料与钢球尖接触后内应力随压痕深度的变化。弹性模量与GB含量成正比，而摩擦系数一般随着GB含量的增加而减小。PDMS / GB复合材料中较小的GB用量导致了比裸PDMS更多的表面损伤，但当PDMS∶GB的比例大于100∶5时，磨损率得到了明显的降低。

高效的散热已成为限制电子器件发展的关键因素。连接热源和热沉表面的热界面材料( TIMs )，是保证热源到热沉稳定充分散热的重要材料。碳纤维( CFs )由于具有极高的轴向导热系数，被广泛用作增强聚合物基复合材料热导率的增强填料。然而，由于CFs在较高填料浓度下导致复合材料黏度较大，无法有效构建复合材料中的导热通道，传统的CFs方法无法充分利用其高热导率。为了解决这一问题，我们提出了一种基于磁场和粘度无关的方法，在高填充浓度下制备了镍包复碳纤维( NICFs )填充聚二甲基硅氧烷( PDMS )复合材料。与纯PDMS ( 0.15 W / ( m·K ) )相比，NICFs复合材料的面内热导率( 10.50 W / ( m·K ) )提高了69倍，热膨胀系数( CTE )在51.54 wt %时为55.14 ppm /℃。与商用TIMs相比，NICFs-复合材料表现出更好的热性能，在电子器件冷却领域展现出潜在的应用前景。

随着自动化工业的进步，电磁感应( EMI )随着时间的推移不断增加，给最终用户造成重大困扰，并影响到电子设备。这个问题并不新鲜，已经做了重大工作，但遗憾的是，这个问题还没有完全消除。因此，本综述拟对前人在X波段频率范围及以上将石墨烯@ Iron、石墨烯@ Polymer、Iron @ Polymer和石墨烯@ Iron @ Polymer复合材料结合起来处理EMI的电磁屏蔽材料进行评价。VOSviewer也被用来进行关键词分析，显示研究是如何相互联系的。在开展综述的基础上，观察到处理EMI最可取的材料是聚合物基复合材料，效果显著。这是因为聚合物是柔性的，能与其他材料提供更好的结合。在X波段范围内，聚二甲基硅氧烷( PDMS )、聚苯胺( PANI )、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )和聚偏氟乙烯( PVDF )具有较好的屏蔽效果，而PDMS、环氧树脂、PVDF和PANI在X波段以上具有良好的屏蔽效果。然而，许多新的组合需要研究，因为大部分的屏蔽效能是在X波段的频率范围内实现的，在较高的频率范围内需要大量的工作。

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通过实验和计算模拟对镍基聚合物复合材料的电学和力学性能进行了优化研究。采用环氧树脂( ER )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )的优化组合制备的聚合物共混物，使Ni的导电逾渗阈值( EPT )从7.9降低到3.7   vol %，复合材料的直流电导率提高了7个数量级。同时，由于PDMS的加入，复合材料的附着力提高了20 %，冲击强度提高了75 %。观察到的EPT还原效果是由导电Ni颗粒在ER相附近的择优定位决定的，具体是在ER / PDMS界面上。在复合材料制备之前，采用Monte Carlo方法对聚合物复合材料进行了模拟，并采用两种独立的方法对其进行了评价：( 1 )通过聚集数( Python脚本语言)考察了导电网络的生长情况；( 2 )通过有限元法( FEM，Digimat-FE 6.1 . 1 )计算了聚合物复合材料的电导率。计算模拟与实验测定的聚合物复合材料的EPT和电导率具有很好的相关性。