剪下增稠複合材料的研製及其抗沖性能研究

《剪下增稠複合材料的研製及其抗沖性能研究》是依託中國科學技術大學，由龔興龍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：剪下增稠複合材料的研製及其抗沖性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：龔興龍
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

剪下增稠材料是一種新型智慧型材料，在振動控制、抗沖、防爆、人體防護等領域都具有重要的套用前景。隨著近年來安全防護需求的日益增長，剪下增稠材料以其獨特的力學性能在安全防護領域（如防彈衣）引起高度重視。針對目前人體防護材料的不足之處，本項目在已有的預研基礎上，進行高性能剪下增稠複合材料的製備和力學性能研究，最佳化該抗衝擊材料的製備方法，建立可靠的性能評價機制，從理論和實驗兩方面研究這種智慧型材料在高應變率條件下的力學行為，分析其力學性能與內在微觀結構的關係，探索剪下增稠效應在提高抗衝擊性能中的實際機理，建立能正確描述其力學行為的動力學模型，數值模擬其抗衝擊性能，為這種新型智慧型材料的發展及其在工程實際中的套用提供理論和實驗依據。

結題摘要

本項目針對剪下增稠複合材料的抗衝擊性能，在材料的製備工藝、性能測試及機理分析等方面展開了全面的研究，歷時4年，取得一系列成果。作為前驅工作，合成了粒徑可控的納米顆粒，通過改性顆粒表面、調整粒子結構，獲得滿足各種實驗需求不同特徵的分散粒子。研究製備條件和工藝，篩選出可控流變效應的高性能剪下增稠液體，並進一步研製出性能優異穩定的剪下增稠膠。選擇合適的纖維織物與剪下增稠液（膠）複合，選擇合適的塗層材料密封，研製出多種性能可控的剪下增稠複合材料。從實驗和模擬兩方面出發，系統研究了剪下增稠液（膠）及其複合材料的抗衝擊性能。利用多種實驗手段測試剪下增稠液（膠）及其複合材料在抗落錘、刀割、針刺、子彈等方面的防護性能。研究了剪下增稠液（膠）的微結構機理，並進一步分析了這種剪下增稠效應對提升複合材料抗衝擊性能的增強機理，及其與材料內在微觀結構的關係。本工作為這種新型防護材料的研發及其在工程實際中的套用提供理論和實驗依據。項目執行期間，發表國際期刊論文27篇，被SCI收錄27篇（1篇新發表還未錄入），被EI收錄25篇（1篇新發表還未錄入）；申請專利2項，1項已被授權；已培養畢業博士生4名，碩士生1名。研究成果遠遠超過了申請時的預期。