摘要：与传统水泥基材料相比,掺入功能填料的水泥基复合材料不仅机械物理性能更强、耐久性更优,还能获得自主进行热能与电能互相转换的热电效应,在混凝土结构健康监测、城市建筑能量收集和融雪化冰等领域有广阔的应用前景。“双碳”目标提出后,热电水泥基复合材料(TECC)逐渐引起学术和工业界的广泛关注。这种可实现温差发电的水泥基复合材料既能降低建筑道路表面温度,缓解城市热岛效应,也有助于建立清洁灵活的城市能源结构,有望成为未来最具潜力的一种建筑材料。近年来,世界各国研究人员尝试通过单掺碳纤维、碳纳米管、石墨/膨胀石墨、石墨烯及其氧化物、金属材料及其氧化物,复掺不同填料或改进制备工艺、完善分散方法等各种措施来提升TECC的热电性能,已取得不错的研究成果。研究发现,功能填料的种类及掺量是影响TECC性能的主要因素,其次是制备工艺和分散方法。目前以纳米金属氧化物填料所制备的热电水泥基材料Seebeck(塞贝克)系数增幅最大,比常规碳材料填料扩大了两个数量级,而纳米碳材料则在提高ZT值和电导率两方面更有优势。有研究者尝试将金属及其氧化物和碳材料混合掺入水泥基中取得了显著的增强效果,ZT值最高达到0.01(70℃),能量转化效率约为0.24%,足以为结构健康监测传感器等低功耗电子设备供能。然而,目前对于水泥基复合材料热电性能的研究与开发还处于摸索阶段,在实际工程中大规模应用还有许多问题亟待解决。如何在保证力学性能和耐久性的同时,增强水泥基复合材料的热电性能,提高其热电转换效率是目前热电水泥基复合材料领域的研究焦点。本文阐述了具备热电效应的水泥基复合材料TECC的热电原理,分析了不同制备工艺及分散方法对TECC热电性能的影响,总结了热电性能表征和测量各项指标的常用方法,综述了常用功能填料对水泥基复合材料热电性能的影响,并展望了TECC在实际工程中的应用前景。本综述提出了热电水泥基进一步发展所面临的挑战和需要解决的问题,提出了今后的实验设计方案和理论模型研究方向,以期为制备分散性好、热电效应优异的热电水泥基复合材料提供参考。

摘要：如今X射线和γ射线广泛应用于各领域,但长期暴露于高能射线会对人体造成不可逆损害,因此对于射线屏蔽材料的研发十分重要。以功能粒子为填料、聚合物为基体的复合屏蔽材料是目前研究的热点。首先,从制备聚合物基射线屏蔽材料的角度出发,多维度地概述了材料聚合物基体和填料的设计策略;然后,综述了聚合物基射线屏蔽材料的制备方法,重点对各方法的原理、优缺点、研究进展进行归纳分析;最后,展望了未来聚合物基射线屏蔽材料的发展趋势。

摘要：在水泥基复合材料中掺入功能填料会使其获得将热能转化为电能的热电效应,可用于环境热量转换收集、混凝土结构健康检测传感器和智慧交通系统等方面。本文总结了热电水泥基复合材料(TECC)的热电效应机制、常用的功能填料、制备过程及主要工程应用,重点分析了不同功能填料对TECC热电效应的增强效果和机制,及材料分散程度、水分、疲劳荷载、温度循环等因素对TECC热电效应的影响机制。本综述指明了TECC在理论和应用方面的研究新方向,对今后水泥基复合材料热电效应的实验设计和性能提升具有指导作用。

摘要：用高吸水材料、干叶粉、铬绿为原料,以新鲜植物叶片的反射光谱特征为模拟参照依据,设计了一种类植物光谱特征的填料,并将其加入到聚氨酯基体中制备成涂层。在较宽波长范围内对该涂层的反射光谱进行了研究,并用SEM对涂层的微观形貌进行了表征。实验结果表明,该涂层在400~2500 nm波段与植物叶片的反射光谱特征相一致,其相关系数达到0.9601,实现了对植物叶片反射光谱的高相似度模拟。

摘要：本文研究了功能填料对烧蚀防热材料的各项力学、热物理性能和防热、隔热性能的影响 ;进行了模拟复合压制工艺 。

摘要：针对树脂基复合材料发射筒需要在高温燃气环境可重复使用的热防护需求,设计并制备了一种能抵御高温、强冲刷环境的热防护涂层。首先研究了硅橡胶分子结构对其耐热性的影响,然后分析了功能填料对硅橡胶涂层烧蚀产物强度提升的作用,确定了以硅橡胶为基体、多种填料复配的涂层体系;最后,通过等离子火焰对涂层的耐烧蚀性能进行了考核。结果表明:硅橡胶结构中苯基的引入可以大幅提升其耐热性;以白炭黑、玻璃纤维和滑石粉进行复配,当功能填料的添加量为硅橡胶的60%时,热防护涂层密度约1.2 g/cm^(3),拉伸强度4.0 MPa。2 mm涂层通过了最高火焰温度2000℃的等离子火焰烧蚀考核,涂层可重复使用至少4次。

摘要：内江包谷湾梯级湿地工程旨在示范利用生态湿地技术控制农村非点源污染。建设了三块梯级表流湿地,总占地面积4100 m^(2)。旱季及水量较少时通过泵站循环补水,雨季停用泵站,收集周边径流雨水,泵站总循环补水量900 m^(3)/d,湿地停留时间1 d。主要污染物设计去除率如下:NH_(3)-N为20%~40%,COD为30%~50%,BOD为30%~45%,TP为25%~40%。同时,采用人造跌水环境自然曝气技术,通过人为制造水体落差,层层跌水的方式进行曝气复氧,提高湿地运行效果。生态湿地选用铁锰复合氧化物填料、硫化型零价铁多孔活性填料、根区激活复合填料三种功能性填料搭配碎石、卵石、火山岩、砾石等常规基质,保证了COD、TP、TN等特征污染物的去除效果,提高了生态湿地的功能价值。选择不同花色、不同花期、不同高矮的水生植物搭配,设计营造以自然生态为主的湿地区域,打造包谷湾水库优美的景观生态环境。工程建设表明:在尊重自然的设计理念引领下,应用生态湿地技术可以解决川渝地区典型丘陵地形小流域农村非点源污染控制问题,同时充分发挥其生态景观价值。

摘要：为解决低填充下,柔性、可拉伸且高灵敏聚合物基应变传感材料的制备难题,陕西科技大学魏阿静等人通过核-壳结构设计,以加成型硅橡胶(PDMS)为基体、硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH 570)改性多壁碳纳米管(MWCNTs-KH 570)为导电功能填料,采用简便、低成本的浸涂-固化法制得柔性、可拉伸且高灵敏的低填充硅橡胶基压阻式应变传感纤维。表面接枝KH 570的羟基化MWCNTs在壳层PDMS基体中具有良好的分散性和界面相互作用。

摘要：近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋功能材料团队研制的新型海洋重防腐涂料在国家“一带一路”海外重大工程“柬埔寨200 MW双燃料电站”和“印尼雅万高铁”工程建设中实现了规模应用。该研究团队先后突破了二维片层材料大规模稳定无损分散及其与树脂界面相容技术、二维片层材料与微/纳功能填料的纳米复配及协同增益技术、功能化重防腐涂料配方和配套体系优化设计、新型长寿命重防腐涂料的低表面处理技术及大规模现场涂装工艺等一系列关键技术,成功开发出系列兼具优异力学性能、长效防腐耐候和特殊功能性(耐高温、耐低温、抗菌阻燃和深海耐压等)的新型重防腐涂料,通过了化工、涂料等领域权威鉴定机构的性能检测,成功应用于沿海地区国家电网、临海石油化工、海洋工程和海洋装备等重防腐领域。