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PBO纤维多尺度增强体仿生构筑及其界面增强与原子氧防护机制

批准号:
52003227
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
陈磊
依托单位:
学科分类:
通用高分子材料
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈磊

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
当航天器在低地球轨道中运行时,作为结构材料的PBO纤维/环氧复合材料不仅存在界面性能差的缺陷,还时刻面临原子氧的侵蚀。本项目基于多巴胺辅助共沉积技术,采用“一步法”和“两步法”仿生构筑具有不同结构的PBO纤维多尺度增强体,旨在不影响纤维本体强度的情况下,一次性解决这两大难题。通过改变共沉积体系组分,氧化石墨烯的尺寸及参与反应方式等因素,实现PBO纤维表面纳米组元的可控分布,充分发挥其强化效应。对PBO纤维/环氧复合材料的界面性能和界面抗原子氧侵蚀性能进行全面评价,结合界面相特性分析,建立“多尺度增强体制备工艺-界面相微观结构-复合材料性能”关联体系,揭示复合材料的界面增强与界面原子氧防护机制。本项目为实现先进聚合物基复合材料的结构/功能一体化设计、提升其在严苛太空环境中的使用性能奠定理论和实验基础。
英文摘要
When a spacecraft works in low earth orbit, PBO fiber/epoxy resin composite as structural material not only has the poor interfacial properties, but also faces the attack of atomic oxygen. In this project, to solve the two drawbacks, PBO fiber hierarchical reinforcements with different structures are fabricated without degrading the base fiber by "one-step" and "two-step" mussel-inspired methods based on dopamine assistant co-deposition technology. By changing the composition of co-deposition solution, the size and the reaction mode of graphene oxide, the controllable distribution of nano-components on the surface of PBO fiber can be realized, and their strengthening effects can be fully played. The interfacial properties and interface anti-atomic oxygen erosion properties of PBO fiber/epoxy resin composite are comprehensive evaluated, combining with the analysis of interphase characteristics, a "hierarchical reinforcement fabrication process-interphase microstructure-properties of the composite" correlation system is established, and interface strengthening and interface atomic oxygen resisting mechanism of the composite are revealed. This project lays theoretical and experimental foundation for the realization of the structure/function integration design of advanced polymer matrix composites and the improvement of their performances in severe space environment.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1016/j.surfcoat.2023.130198
发表时间: 2024-01
期刊: Surface and Coatings Technology
影响因子: 5.4
作者: [Junyin Cheng;Peng Wang;Yujia Zhang;Xueyuan Zhang;Tonghua Zhang;Guanhui Wang;Lei Chen]
通讯作者: Junyin Cheng;Peng Wang;Yujia Zhang;Xueyuan Zhang;Tonghua Zhang;Guanhui Wang;Lei Chen
DOI: 10.1002/pc.26205
发表时间: 2021-07
期刊: Polymer Composites
影响因子: 5.2
作者: [Lei Chen;Zhihua Li;Guangshun Wu;Peng Wang;Tao Wang;Zhi Li;Tonghua Zhang]
通讯作者: Lei Chen;Zhihua Li;Guangshun Wu;Peng Wang;Tao Wang;Zhi Li;Tonghua Zhang
DOI: 10.1016/j.cej.2021.131980
发表时间: 2021-12-15
期刊: CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
影响因子: 15.1
作者: [Chen, Shiqiang, Wang, Yidi, Chen, Lei]
通讯作者: Chen, Lei
DOI: 10.1016/j.electacta.2022.141802
发表时间: 2022-12
期刊: Electrochimica Acta
影响因子: 6.6
作者: [Shuai Yu;Wei Zhang;Jian An;Tao Wang;Hushun Ling;Tonghua Zhang;Lei Chen]
通讯作者: Shuai Yu;Wei Zhang;Jian An;Tao Wang;Hushun Ling;Tonghua Zhang;Lei Chen
面向智能可穿戴的丝素蛋白基柔性力学传感器结构/功能一体化设计
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    陈磊
  • 依托单位:
丝素蛋白/芳纶纳米纤维柔性压力传感器的制备与性能研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    陈磊
  • 依托单位:
国内基金
海外基金