智能復(fù)合材料

先進(jìn)復(fù)合材料叢書

編委會

主任委員:杜善義

副主任委員:方岱寧俞建勇張立同葉金蕊

委員:(按姓氏音序排列)

陳萍陳吉安成來飛耿林侯相林

冷勁松梁淑華劉平生劉天西劉衛(wèi)平

劉彥菊梅輝沈健汪昕王嶸

吳智深薛忠民楊斌袁江張超

趙謙趙彤趙海濤周恒祖群

國家出版基金項(xiàng)目

國家出版基金項(xiàng)目

NATIONALPLBLICATIONFOUNDATION

先進(jìn)復(fù)合材料叢書

智能復(fù)合材料

中國復(fù)合材料學(xué)會組織編寫

叢書主編杜善義

叢書副主編俞建勇方岱寧葉金蕊

著者冷勁松劉彥菊

內(nèi)容簡介

先進(jìn)復(fù)合材料叢書由中國復(fù)合材料學(xué)會組織編寫并入選國家出版基金項(xiàng)目叢書共

“”,。

冊圍繞我國培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃和目標(biāo)促進(jìn)我國復(fù)合材料研發(fā)和應(yīng)用

12,,

的發(fā)展與相互轉(zhuǎn)化按最新研究進(jìn)展評述國內(nèi)外研究及應(yīng)用對比分析未來研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展

,、、

方向預(yù)測的思路論述各種先進(jìn)復(fù)合材料

,。

本書為智能復(fù)合材料分冊詳細(xì)論述了形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料介電彈性體電

《》,、

致活性聚合物及其復(fù)合材料形狀記憶合金及其復(fù)合材料壓電復(fù)合材料電磁流變材料等智

、、、/

能復(fù)合材料探討了智能復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測航天航空及機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀并

;、,

展望其未來發(fā)展趨勢及方向

。

本書內(nèi)容適合力學(xué)材料化學(xué)航天航空機(jī)械土木和生物醫(yī)學(xué)等多個前沿學(xué)科及

、、、、、、

交叉學(xué)科的研究學(xué)者參考也可供高等院校新材料研究院所新材料產(chǎn)業(yè)界政府相關(guān)部門

,、、、、

新材料技術(shù)咨詢機(jī)構(gòu)等相關(guān)人員參考

。

圖書在版編目CIP數(shù)據(jù)

()

智能復(fù)合材料中國復(fù)合材料學(xué)會組織編寫冷勁松

/;,

劉彥菊著北京中國鐵道出版社有限公司

—:,

先進(jìn)復(fù).合材料叢書2022.4

()

國家出版基金項(xiàng)目

ISBN978-7-113-27413-9

智中冷劉智能材料

Ⅰ.①…Ⅱ.①…②…③…Ⅲ.①-

復(fù)合材料

Ⅳ.①TB381

中國版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號

CIP(2020)229727

書名:智能復(fù)合材料

作者:冷勁松劉彥菊

策劃:初祎李小軍

責(zé)任編輯:劉霞編輯部電話:電子郵箱:

(010)51873405crplx2013@163.com

封面設(shè)計(jì):高博越

責(zé)任校對:焦桂榮

責(zé)任印制:樊啟鵬

出版發(fā)行:中國鐵道出版社有限公司北京市西城區(qū)右安門西街號

(100054,8)

網(wǎng)址:

印刷:中煤北京印務(wù)有限公司

()

版次:年月第版年月第次印刷

202241202241

開本:印張:字?jǐn)?shù):千

787mm×1092mm1/1617.25366

書號:

ISBN978-7-113-27413-9

定價:元

118.00

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書如有印制質(zhì)量問題請與本社讀者服務(wù)部聯(lián)系調(diào)換電話

,,。:(010)51873174

打擊盜版舉報(bào)電話

:(010)63549461

序

新材料作為工業(yè)發(fā)展的基石,引領(lǐng)了人類社會各個時代的發(fā)展。先進(jìn)復(fù)

合材料具有高比性能、可根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)等一系列優(yōu)點(diǎn),是新材料的重要

成員。當(dāng)今,對復(fù)合材料的需求越來越迫切,復(fù)合材料的作用越來越強(qiáng),

應(yīng)用越來越廣,用量越來越大。先進(jìn)復(fù)合材料從主要在航空航天中應(yīng)用的

“貴族性材料”,發(fā)展到交通、海洋工程與船艦、能源、建筑及生命健康等

領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的“平民性材料”,是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)———新材料的重要

組成部分。

為深入貫徹習(xí)近平總書記系列重要講話精神,落實(shí)“十三五”國家重點(diǎn)出

版物出版規(guī)劃項(xiàng)目,不斷提升我國復(fù)合材料行業(yè)總體實(shí)力和核心競爭力,增強(qiáng)

我國科技實(shí)力,中國復(fù)合材料學(xué)會組織專家編寫了“先進(jìn)復(fù)合材料叢書”。叢

書共冊,包括:《高性能纖維與織物》《高性能熱固性樹脂》《先進(jìn)復(fù)合材料

12

結(jié)構(gòu)制造工藝與裝備技術(shù)》《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》《復(fù)合材料回收再利用》《聚

合物基復(fù)合材料》《金屬基復(fù)合材料》《陶瓷基復(fù)合材料》《土木工程纖維增強(qiáng)

復(fù)合材料》《生物醫(yī)用復(fù)合材料》《功能納米復(fù)合材料》《智能復(fù)合材料》。本套

叢書入選“十三五”國家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目,并入選年度國家出版

2020

基金項(xiàng)目。

復(fù)合材料在需求中不斷發(fā)展。新的需求對復(fù)合材料的新型原材料、新工

藝、新設(shè)計(jì)、新結(jié)構(gòu)帶來發(fā)展機(jī)遇。復(fù)合材料作為承載結(jié)構(gòu)應(yīng)用的先進(jìn)基礎(chǔ)材

料、極端環(huán)境應(yīng)用的關(guān)鍵材料和多功能及智能化的前沿材料,更高比性能、更

強(qiáng)綜合優(yōu)勢以及結(jié)構(gòu)/功能及智能化是其發(fā)展方向?！跋冗M(jìn)復(fù)合材料叢書”主要

從當(dāng)代國內(nèi)外復(fù)合材料研發(fā)應(yīng)用發(fā)展態(tài)勢,論述復(fù)合材料在提高國家科研水平

和創(chuàng)新力中的作用,論述復(fù)合材料科學(xué)與技術(shù)、國內(nèi)外發(fā)展趨勢,預(yù)測復(fù)合材

料在“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)同創(chuàng)新中的發(fā)展前景,力爭在基礎(chǔ)研究與應(yīng)用需求之間建立

技術(shù)發(fā)展路徑,搶占科技發(fā)展制高點(diǎn)。叢書突出“新”字和“方向預(yù)測”等特

ⅵ

色,對廣大企業(yè)和科研、教育等復(fù)合材料研發(fā)與應(yīng)用者有重要的參考與指導(dǎo)

作用。

本叢書不當(dāng)之處,懇請批評指正。

年月

202010

前言

“先進(jìn)復(fù)合材料叢書”由中國復(fù)合材料學(xué)會組織編寫,并入選國家出版基

金項(xiàng)目和“十三五”國家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目。叢書共冊,圍繞我國培

12

育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃和目標(biāo),為促進(jìn)我國復(fù)合材料研發(fā)和應(yīng)用

的發(fā)展與相互轉(zhuǎn)化,按最新研究進(jìn)展評述、國內(nèi)外研究及應(yīng)用對比分析、未來

研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向預(yù)測的思路,論述各種先進(jìn)復(fù)合材料。本叢書力圖傳播我

國復(fù)合材料“產(chǎn)學(xué)研”最新成果,在先進(jìn)復(fù)合材料的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用需求之間

建立橋梁,對復(fù)合材料研究和應(yīng)用發(fā)展方向做出指導(dǎo)。叢書體現(xiàn)了技術(shù)前沿

性、應(yīng)用性、戰(zhàn)略指導(dǎo)性。本書為《智能復(fù)合材料》分冊。

智能材料是在激勵作用下可以主動響應(yīng)的一類新材料,具有自感知、自驅(qū)

動、自修復(fù)和自供給等功能,兼具智能材料和復(fù)合材料的共同優(yōu)勢。將復(fù)合材

料設(shè)計(jì)及工藝融入智能材料設(shè)計(jì),在結(jié)構(gòu)上增進(jìn)了智能材料的多樣性和靈活

性,在功能上提升了智能材料的特有性能。智能復(fù)合材料將引領(lǐng)航空航天、智

能制造、生物醫(yī)療和機(jī)器人等領(lǐng)域發(fā)展的新方向,為未來構(gòu)造智能社會提供物

質(zhì)基礎(chǔ)和保障。

本書詳細(xì)論述了形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料、介電彈性體電致活性聚合

物及其復(fù)合材料、形狀記憶合金及其復(fù)合材料、壓電復(fù)合材料、電/磁流變材

料等智能復(fù)合材料的研究熱點(diǎn),探討了智能復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、航天領(lǐng)

域、航空領(lǐng)域及機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀,并展望其未來發(fā)展方向。本書適合力

學(xué)、材料、化學(xué)、航天、航空、機(jī)械、土木和生物醫(yī)學(xué)等多個前沿學(xué)科及交叉

學(xué)科研究人員參考,也可供高等院校、新材料研究院所、新材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)界等

領(lǐng)域的人員參考。

本書由冷勁松和劉彥菊著。劉立武、孫健、蘭鑫、張風(fēng)華、張志春、

ⅷ

郭江龍、趙偉、李豐豐和邊文鳳等為本書著述提供了幫助,博士研究生和碩士

研究生為本書幫助收集和整理資料,在此向他們表示感謝。

著者

年月

202112

目錄

第1章緒論

……………………1

智能復(fù)合材料概念與特點(diǎn)

1.1…………1

智能復(fù)合材料應(yīng)用

1.2…………………3

智能復(fù)合材料發(fā)展

1.3…………………4

參考文獻(xiàn)

……………………5

第2章形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料

………7

形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料概況

2.1………………7

形狀記憶聚合物

2.2……………………10

形狀記憶聚合物復(fù)合材料

2.3…………15

前景與展望

2.4…………25

參考文獻(xiàn)

…………………25

第3章形狀記憶聚合物及復(fù)合材料的4打印技術(shù)

D………29

概述

3.1…………………29

打印熱驅(qū)動形狀記憶聚合物

3.24D…………………30

打印磁驅(qū)動形狀記憶聚合物復(fù)合材料

3.34D………35

打印電驅(qū)動形狀記憶聚合物復(fù)合材料

3.44D………42

打印智能結(jié)構(gòu)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

3.54D………49

前景與展望

3.6…………55

參考文獻(xiàn)

…………………56

第4章形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料的多場耦合力學(xué)行為

……………59

形狀記憶聚合物及復(fù)合材料概況

4.1…………………59

形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料的力學(xué)行為

4.2………60

基于變形梯度乘法分解的形狀記憶聚合物熱力學(xué)本構(gòu)理論

4.3-…62

基于模型的形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料的熱力學(xué)本構(gòu)理論

4.4Maxwell-……74

顆粒增強(qiáng)形狀記憶復(fù)合材料的熱力學(xué)本構(gòu)理論

4.5-………………77

形狀記憶聚合物復(fù)合材料的撓曲變形分析

4.6………88

前景與展望

4.7…………91

參考文獻(xiàn)

…………………91

ⅹ

第5章介電彈性體電致活性聚合物及其復(fù)合材料

………94

概述

5.1…………………94

介電彈性體及其復(fù)合材料

5.2…………95

前景與展望

5.3………………………122

參考文獻(xiàn)

…………………123

第6章形狀記憶合金及其復(fù)合材料

………127

形狀記憶合金材料

6.1………………127

形狀記憶合金復(fù)合材料

6.2…………129

形狀記憶合金的應(yīng)用

6.3……………134

前景與展望

6.4………………………135

參考文獻(xiàn)

…………………135

第7章壓電復(fù)合材料

………………………137

概述

7.1………………137

壓電復(fù)合材料的驅(qū)動和傳感機(jī)理

7.2………………138

壓電復(fù)合材料的應(yīng)用

7.3……………147

前景與展望

7.4………………………156

參考文獻(xiàn)

…………………156

第8章電/磁流變材料

……………………158

概述

8.1………………158

電磁流變體材料

8.2/…………………158

電磁流變材料的應(yīng)用

8.3/……………162

前景與展望

8.4………………………168

參考文獻(xiàn)

…………………169

第9章智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測

………171

概述

9.1………………171

基于光纖光柵傳感器復(fù)合材料結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)

9.2……………171

基于光纖聲發(fā)射傳感器復(fù)合材料結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)

9.3…………181

前景與展望

9.4………………………188

參考文獻(xiàn)

…………………188

第10章智能復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用

………………190

概述

10.1………………190

可展開鉸鏈

10.2………………………191

可展開天線

10.3………………………194

可展開桁架

10.4………………………195

?

可展開太陽能電池陣列

10.5…………198

鎖緊釋放機(jī)構(gòu)

10.6……………………200

其他智能復(fù)合材料在軌實(shí)驗(yàn)

10.7……………………205

前景與展望

10.8………………………208

參考文獻(xiàn)

…………………209

第11章智能復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

………………212

概述

11.1………………212

智能復(fù)合材料蒙皮

11.2………………213

智能驅(qū)動器

11.3………………………222

自適應(yīng)變形結(jié)構(gòu)

11.4…………………227

前景與展望

11.5………………………238

參考文獻(xiàn)

…………………239

第12章智能復(fù)合材料在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用

……………241

概述

12.1………………241

基于氣動人工肌肉的柔性機(jī)器人

12.2………………242

智能靜電吸附抓手

12.3………………247

基于介電彈性體驅(qū)動器和靜電吸附的仿生機(jī)器人

12.4……………251

前景與展望

12.5………………………255

參考文獻(xiàn)

…………………256

第13章展望

………………258

智能復(fù)合材料的深入研究將進(jìn)一步促進(jìn)其應(yīng)用

13.1………………258

人機(jī)交互和人機(jī)共融將是未來智能社會的兩個重要特征

13.2……259

智慧城市是未來智能社會的核心組成部分之一

13.3………………260

參考文獻(xiàn)

…………………260

1.1智能復(fù)合材料概念與特點(diǎn)

智能材料是指一類在外界激勵下可以做出主動響應(yīng)的新型材料具有自感知自驅(qū)動

,、、

自修復(fù)和自供給等功能[1,2]是力學(xué)材料物理化學(xué)機(jī)械及微電子等多學(xué)科交叉的產(chǎn)物

,、、、、,

主動變體材料可編程材料數(shù)字材料動態(tài)材料可重構(gòu)材料和智變材料等都屬于智能材料

、、、、

范疇智能復(fù)合材料具備智能材料和復(fù)合材料的共同優(yōu)勢將復(fù)合材料設(shè)計(jì)及工藝融入智

。,

能材料設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上采用復(fù)合材料力學(xué)的設(shè)計(jì)方法增加了結(jié)構(gòu)多樣性使其結(jié)構(gòu)剛度和

,,,,

強(qiáng)度按需設(shè)計(jì)在功能上實(shí)現(xiàn)了對智能材料微觀結(jié)構(gòu)的微觀調(diào)控加強(qiáng)了宏微觀跨尺度關(guān)

;,,

聯(lián)提升了智能材料的特有性能

,。

國務(wù)院印發(fā)的國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要在第五部分前沿技

《(2006—2020)》“

術(shù)中指出智能材料與智能結(jié)構(gòu)是集傳感控制驅(qū)動執(zhí)行等功能于一體的機(jī)敏或智能結(jié)

”:“、、()

構(gòu)系統(tǒng)國務(wù)院印發(fā)的中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要第二十

?！薄丁?/p>

三章第一節(jié)指出要大力推進(jìn)智能材料等個新興前沿領(lǐng)域創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化形成一批新增長

,12,

點(diǎn)教育部印發(fā)的高等學(xué)校十三五科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃三實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的

?！丁啊薄贰?)

突破指出在材料領(lǐng)域重點(diǎn)開展高性能結(jié)構(gòu)材料新型功能材料新型電子材料的研發(fā)

”,、、。2018

年中國科協(xié)發(fā)布了我國個硬骨頭重大科學(xué)問題和重大工程技術(shù)難題其中人工智能技

60“”,“

術(shù)與新型智能復(fù)合材料的深度融合被列為先進(jìn)材料領(lǐng)域重大科學(xué)和工程技術(shù)難題之一[3]

”。

研究較為廣泛的智能復(fù)合材料主要有形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料電活性聚合物及

、

其復(fù)合材料打印智能復(fù)合材料形狀記憶合金壓電復(fù)合材料電磁流變材料等智能

、4D、、、/,

復(fù)合材料將引領(lǐng)航空航天智能制造和生物醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)展的新方向?yàn)槲磥順?gòu)造智能社會

、,

提供物質(zhì)基礎(chǔ)和保障

。

1.1.1形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料

形狀記憶聚合物是指具有某一原始形狀的制品經(jīng)過形

(shapememorypolymer,SMP),

變并固定后在特定的外界條件如熱電光磁或溶液等外加刺激下能回復(fù)到初始形狀和

,(、、、)

尺寸的一類聚合物材料[4]形狀記憶聚合物具有變剛度可編程變形變形量大可復(fù)合化

。、、、

和易成型等特點(diǎn)典型的形狀記憶聚合物基體包括環(huán)氧氰酸酯聚氨酯聚酰亞胺聚苯

。:、、、、

乙烯聚乳酸和聚己內(nèi)酯等通過添加碳納米管納米金等功能顆?？梢灾苽涑鲭姽獾燃?/p>

、。、,、

勵響應(yīng)的形狀記憶聚合物復(fù)合材料形狀記憶

(shapememorypolymercomposite,SMPC)。

2

聚合物及其復(fù)合材料在航空航天生物醫(yī)學(xué)柔性電子和柔性機(jī)器人等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛

、、

的發(fā)展[5]

。

1.1.24D打印形狀記憶聚合物復(fù)合材料

打印在打印的基礎(chǔ)上引入了時間維度是打印技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將

4D3D“”,3D。3D

打印技術(shù)與形狀記憶聚合物等智能材料相結(jié)合可實(shí)現(xiàn)打印[6]打印結(jié)構(gòu)在外界激

,4D。4D

勵如熱光電和磁等下可以實(shí)現(xiàn)隨時間主動可控的變形變性能和變功能使打印成

(、、)、,3D

型的物體活了起來打印技術(shù)可以按需求制備幾何形狀復(fù)雜極具個性化的結(jié)構(gòu)這

“”。4D、,

種先進(jìn)的制造方式正逐漸成為制造業(yè)的核心技術(shù)之一這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展將帶來航空航天

。、、

生物醫(yī)學(xué)和電子等諸多領(lǐng)域的技術(shù)變革[7]

、。

1.1.3電活性聚合物及其復(fù)合材料

電致活性聚合物是一種新型智能材料當(dāng)其在受到外加

(electroactivepolymer,EAP),

電場作用時能夠改變形狀或體積撤掉外加電場之后又能回復(fù)到原來的形狀或體積[8]電

,,。

致活性聚合物根據(jù)作用機(jī)理主要分為電子型電活性聚合物和離子型電活性聚合物電子

,。

型電活性聚合物材料主要包括介電彈性體鐵電聚合物液晶彈性體等離子型電致活性聚

、、。

合物材料主要包括離子聚合物金屬復(fù)合材料和導(dǎo)電型聚合物其中介電彈性體作為一種

。,

典型的電子型電致活性聚合物在外加電場下可以產(chǎn)生大變形具有高應(yīng)變能密度超短反

,,,、

應(yīng)時間和輕質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用于驅(qū)動器傳感器和能量收集器等方面在人工肌肉軟體機(jī)

,、,、

器人航空航天等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力為了更好地指導(dǎo)介電彈性體器件的研制其本

、。,

構(gòu)關(guān)系力電穩(wěn)定性跳變穩(wěn)定性等失穩(wěn)行為動力學(xué)等力學(xué)行為也被研究人員廣泛深入地

、、、

研究[9]

。

1.1.4形狀記憶合金及其復(fù)合材料

形狀記憶合金是指一種具有形狀記憶效應(yīng)的金屬基智能

(shapememoryalloy,SMA)

材料材料能夠記憶其初始形狀在變形以后通過熱等激勵方式能夠回復(fù)到初始形狀形

,,,。

狀記憶合金按照驅(qū)動方式可以分為熱控形狀記憶合金和磁控形狀記憶合金其中熱控形

,。,

狀記憶合金主要為鎳鈦合金具有優(yōu)異的形狀記憶性能超彈性性能抗化學(xué)腐蝕性能和生

,、、

物相容性能[10]磁控形狀記憶合金同時具有熱彈性馬氏體相變和鐵磁性轉(zhuǎn)變具有應(yīng)變

。,

大響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)[11]形狀記憶合金及其復(fù)合材料在航空航天土木工程機(jī)械電子能源

、。、、、

環(huán)境信息存儲生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景

、、。

1.1.5壓電材料及其復(fù)合材料

壓電復(fù)合材料是將壓電材料與樹脂基體復(fù)合成型在外加

(piezoelectriccomposite,PC),

電場作用下產(chǎn)生主動變形的智能復(fù)合材料具有能量密度高可柔順變形等特點(diǎn)對壓電復(fù)

,、。

合材料的特定方向施力其表面會產(chǎn)生電荷這種特性稱之為正壓電效應(yīng)可用于傳感器的

,,,

3

核心敏感元件反之對壓電復(fù)合材料施加電壓其將對外輸出力這種特性稱之為逆壓電

。,,,

效應(yīng)可用于驅(qū)動器[12]的關(guān)鍵驅(qū)動部件宏纖維復(fù)合材料是

,。(macrofibercomposite,MFC)

研究和使用較為廣泛的壓電復(fù)合材料可應(yīng)用于振動主動控制能量收集等[13,14]在航空航

,、,

天等領(lǐng)域有著較大應(yīng)用潛力

。

1.1.6電/磁流變材料

電流變液和磁流變液

(electrorheologicalfluids,ERF)(magnetorheologicalfluids,

通常是由具有高介電常數(shù)或鐵磁性的微小固體顆粒分散在液體或軟性基體中形成的

MRF)

懸浮體系可以通過調(diào)節(jié)外部電場磁場強(qiáng)度改變其流變行為[15]當(dāng)無外加電場磁場作用

,/。/

時液體中微粒隨機(jī)分布表現(xiàn)為各向同性是可流動的液體混合體系在施加電場磁場時

,,,;/,

分散粒子會在電場磁場作用下極化磁化并沿著場強(qiáng)方向形成鏈狀或者柱狀結(jié)構(gòu)宏觀表

//,,

現(xiàn)出類固體行為電磁流變材料可廣泛應(yīng)用于振動主動控制減振器和離合器等[16,17]

。/、。

1.2智能復(fù)合材料應(yīng)用

1.2.1在航天領(lǐng)域應(yīng)用

形狀記憶聚合物復(fù)合材料為新型可展開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和研制提供了材料基礎(chǔ)已經(jīng)成為各

,

國航天部門異常重視爭先大力發(fā)展的航天器可展開結(jié)構(gòu)的新一代基材形狀記憶聚合物

、。

復(fù)合材料可展開結(jié)構(gòu)解決了展開結(jié)構(gòu)復(fù)雜重量大沖擊大展開不穩(wěn)定和可測試性弱等問

,、、、

題在航天領(lǐng)域發(fā)展迅速[18-21]哈爾濱工業(yè)大學(xué)冷勁松教授課題組設(shè)計(jì)和研制了多種形狀

,。

記憶聚合物復(fù)合材料空間展開結(jié)構(gòu)包括鉸鏈桁架太陽能電池陣