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再比如，美國第五代戰斗機F/A-22，作為全球最先進的飛機，它在機身、機翼和尾翼的最重要部分使用了碳纖維復合材料。事實上，這款軍機中的鈦合金占該總重量的40%，復合材料占34%。此外，復合材料的結構強度和耐久性促使了其他飛機部件的開發。如今的隱形飛機是由碳纖維增強聚合物制成的，因為碳纖維具有優越的性能，有助于減少熱輻射和雷達反射。

Li 等人通過施加應力場來同向排列 CFs 制備了 CFs/EP 復合材料，當添加 45wt%的 CFs，當施加應力場使得CFs 同向排列時，復合材料的熱導率為 32.60W/(m·K)，比 CFs 隨機分布的復合材料熱導率（4.67W/(m·K)）提高了 598.07%。除施加應力場外，還可以通過磁場、冷凍法或使用模板法實現 CFs 的定向。

02成果掠影 近期北京大學白樹林教授團隊在設計制備導熱相變復合材料方面取得新進展。在本文中提出了一種通過結合有序排列的碳纖維CF和丙烯基彈性體(POE)包裹石蠟(PA)來制備具有高潛熱和低壓縮應力的相變復合材料的策略。

(a)不同填料加載下原始PDMS和3D BN-TA/PDMS復合材料的應力-應變曲線，(b)不同填料加載下原始PDMS和3D BN-TA/PDMS復合材料的拉應力和彈性模量。

此外，大多數復合材料具有高強度，但缺乏拉伸性和彈性，將本質上堅韌的珠層和高粘彈性結合在一種材料中似乎是矛盾的，這在自然界中并不存在。然而，這也為新型的類似珍珠的復合材料設計提供了一個機會，以繞過通常的“硬/軟”權衡，使其成為此類應用的有吸引力的選擇。先進的散熱材料除了具有高導熱性、重量輕、可變形等傳統特性外，還具有自愈能力、熱響應性和溫度傳感能力等多種功能。

其中，輻射狀結構具有良好的導熱性能，但皮部收縮程度比芯部劇烈，容易產生裂紋，力學性能降低；洋蔥皮狀以及亂層狀結構在熱處理過程中收縮較均勻，缺陷較少，具有較高的拉伸強度；放射褶皺狀結構在具有較好力學性能的同時還兼具優良的導熱性能；而對于線型結構，瀝青熔體在更為充分的剪切力作用下，具有更好的取向，可避免熱處理過程中的熱應力集中和開裂現象，使得纖維拉伸強度提高。

因此，如何精準預測復合材料在熱載荷作用下的變形與應力分布，成為提升其可靠性的核心難題。熱傳遞的4個類型為應對這一挑戰，海克斯康工業軟件旗下的有限元結構分析軟件MSC Nastran在復合材料熱分析及熱-力耦合分析領域表現卓越。MSC Nastran憑借其在熱傳導模擬、熱-力耦合分析、性能失效評估等方面的強大能力，將有效突破復合材料熱力學分析的瓶頸，助力提升設計精度與產品可靠性。

此外，近年來10nm級高集成電子器件的發展，TIM在封裝高集成電子芯片或異構集成中的熱管理作用至關重要。此外，隨著可穿戴式、可折疊式、可卷曲式等各種外形設備的發展，對在機械應力下具有高散熱性能的TIM的需求也在增加。為了應對這些挑戰，聚合物基復合材料已經投入了大量的精力。

復合材料表現出獨特的權衡效應，即彈性模量、屈服應力、密度、導熱系數和熔融或結晶焓，可以很容易地通過改變懸浮填料的含量來控制。由于復合材料的高導電性和潛熱儲存能力之間的協同作用，含有該復合材料的焦耳加熱裝置表現出改善的電熱性能。所提出的平臺可用于合理設計和簡易制造高性能無形狀因素潛熱存儲系統，用于各種潛在應用，如電池熱管理和柔性加熱器。

圖4.不同角度（0?，45?和90?）復合材料的SEM和EDS圖像。 圖5.不同條件下復合材料的熱導率變化以及本文熱導率和相關文獻對比。 圖6.SCF-0, SCF-45, SCF-90 和 SCF-only-90的有限元分析。

樹脂基復合材料以其輕質高強、抗疲勞、耐腐蝕等一系列性能優勢，逐漸發展成為航空結構不可或缺的材料體系。按照基體樹脂的種類，可以將樹脂基復合材料分為熱固性和熱塑性兩大類。由于熱塑性復合材料預浸料制備及成型加工困難大，限制了其在飛機及發動機結構的廣泛應用。以往針對熱固性復合材料的研究較多，應用也較為成熟。

制備得到的納米復合氣凝膠具有優異的抗壓性能，可以承受成人的壓力而不變形，即使在更大的應力下（1.6噸汽車碾壓），依然能夠恢復其原始形狀，同時具有優異的彎曲柔性以適應各種防護表面；另一方面，該氣凝膠具有優異的絕熱性能，熱導率值低至17.4 mW m-1 K-1，遠低于理想的絕熱體-靜止的空氣，與目前航天用隔熱材料-多層隔熱氈相比，不僅具有更優異的耐熱性能，而且在一個大氣壓或稀薄氣壓環境均具有更優異的隔熱性能

管道、儲罐等結構材料在遭受風載荷、地震、滑坡、泥石流等地質災害下會發生大變形或者斷裂破壞，需要借助數值有限單元法對破壞過程進行三維建模、情景還原以及溯源分析，此時要獲取準確有效的結果，金屬材料全程的真應力-真應變是最為基礎和重要的輸入數據。下面工采網小編和大家一起看看如何測量金屬和非金屬復合材料應力應變。

這種獨特的焊接策略為優化填料增強聚合物納米復合材料的熱傳輸性能提供了新的途徑，促進了其在下一代微電子器件中的應用。

該文提出結合三維多孔石墨烯薄膜和MXene納米片的優點，通過真空輔助過濾的方法，將MXene納米片與三維多孔石墨烯薄膜襯底集成，制備出具有獨特結構特征、優異柔韌性和優異電磁干擾屏蔽能力的柔性石墨烯/MXene (G/M)復合薄膜。本研究中提出的石墨烯/石墨烯復合薄膜直接使用3D互連多孔石墨烯薄膜和MXene水性分散體作為起始材料進行組裝，無需進一步的熱處理。

當復合材料遭遇雷擊時，復合材料會同時受到電-熱-力的耦合作用。根據焦耳熱定律，雷電流流過時由材料電阻產生的大量焦耳熱量使材料溫度上升，導致材料出現燒蝕損傷。燒蝕損傷也會使材料的導電性和導熱性能降低。受到雷擊作用后，復合材料的性能必然會下降，因此還需要對雷擊后復合材料的剩余強度進行分析，定量計算雷擊對復合材料承載力的影響。

添加1 wt%的BNNT- PAA可使環氧復合材料的拉伸應變提高33.1%，拉伸應力提高175.8%，而垂直方向的導熱系數提高高達62.3%，這可能是由于在氧化鋁顆粒之間構建了BNNT導熱通道。

在這種情況下，采用具有優異的電磁屏蔽性能和熱管理性能的材料來解決上述問題是非常理想的方式之一。含碳導熱填料由于其熱導率高，且填充在聚合物中的復合材料其重量輕、柔韌性好、可加工性好等優點，成為當前電磁干擾屏蔽和熱管理材料領域的研究熱點之一。石墨烯納米片(GNPs)具有優異的導電性、優異的導熱性，顯示出作為新材料的巨大潛力。

此外，鋁填料的超高負載(90 wt%)使復合凝膠具有高導熱系數(4.04 W/mk)。在熱沖擊測試中，復合凝膠在器件通常工作溫度范圍內表現出優異的熱沖擊穩定性。在循環加熱/冷卻測試中，該復合凝膠也表現出比市售熱界面材料(TIM)更穩定的散熱，該研究結果為設計適合于TIMs的復合凝膠奠定了基礎。