基于硼酸酯键的自修复材料在电解质中应用研究进展

传统液态电解质存在泄漏风险,而凝胶电解质安全可靠性更高,并且保留了聚合物固态电解质的柔韧性和稳定性,以及液态电解质的高离子电导率。有机凝胶电解质中的有机溶剂会对环境造成污染,而以水为溶剂制备的水凝胶电解质具有低成本、无污染等优势。自修复材料,又称自愈合材料,是一种基于生物体损伤自修复机理的功能材料,将其引入水凝胶电解质中可获得综合性能较好的自愈合水凝胶电解质。基于硼酸酯键的自修复水凝胶电解质具有较高的自愈合能力、柔韧性以及可循环性等,且条件温和、不需要外部刺激即可实现受损材料的快速修复。随着技术的发展,基于硼酸酯键的自愈合水凝胶电解质也开拓出各种各样的应用性能,研究制备出耐寒自愈合水凝胶电解质、可拉伸快速自愈合水凝胶电解质、可调整自愈合水凝胶电解质等,组装的超级电容器具有多功能性。未来,基于动态化学键合成的自愈合水凝胶电解质,其合成方式的最简化、柔韧性、机械强度等仍需更为深入的研究。

智能型自修复材料的研究进展

自修复材料由于能够像人类的皮肤一样损伤后自行愈合,恢复材料原有的结构和功能,从而延长材料的使用寿命、提高材料的使用安全性、降低材料的维护成本。自修复材料根据其愈合机理可分为本征型和外援型两大类。文中详细介绍了两类自修复材料的愈合机理,以及自修复材料在生物医药领域、柔性电子产品领域和皮革涂层领域的应用,并指出了目前存在的问题和今后的发展方向。

自修复材料:谁说破镜不能重圆

从钢铁侠可以自动愈合的战衣,到阿丽塔全身可拉伸的电子器件组装,自修复材料在科幻作品中十分常见。自修复材料又称自愈合材料,是一种受损后能够进行自我修复的新型材料。“自修复材料的特点是能够识别损害的出现,并立即进行自我修复。这类材料可在确保物品使用安全性和完整性的同时,降低维护成本、延长物品寿命。”

固井用遇油自修复材料的研制与性能评价

采用悬浮聚合法,以甲基丙烯酸十二烷基酯(LMA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为聚合单体,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,合成了一种树脂并应用到固井水泥石中。通过正交实验考察了单体、分散剂、引发剂、交联剂、温度对三元共聚树脂吸油性能的影响。结果表明:当m(LMA)∶m(St)∶m(HEMA)=6∶3∶1、w(PVA)=2.5%(以单体的总质量为基准,下同)、w(BPO)=1.0%、w(DVB)=0.5%、t=85℃时,三元共聚树脂的吸油性能最佳,二甲苯的吸油率达12.78 g/g。通过人工造缝,对加入树脂水泥石的渗透率和抗压强度进行了考察,结果表明:在25℃下,养护30 d后,水泥石渗透率随树脂的增加而降低,在w(树脂)=8.0%(以水泥质量为基准,下同)时低至2.50×10^(-4)μm^2,而抗压强度随树脂的增加先增加后减小,在w(树脂)=2.0%时达到最大值20.8 MPa,抗压强度恢复率达70.5%。

金属磨损自修复材料的功能特点和应用前景

概述了金属磨损自修复材料的功能特点和技术指标,介绍了它在工业几个重要行业中的应用效果并展望了该项技术在各个领域中的应用前景。指出金属磨损自修复材料(ART)是一项具有革命性的表面工程新技术,可以应用于任何一种存在摩擦的机械设备。应用这项技术不仅能预防机件磨损,还能动态地自动修复处于长期运转中的机器磨损表面,大幅度延长设备的使用寿命。

自修复材料及其光饰预处理技术对轴承寿命的影响

根据目前轴承行业延寿技术研究的新方向,以6307深沟球轴承为例,采用两种不同的润滑方式,分别对轴承表面未处理与预处理及油脂润滑与油脂中添加自修复材料ART润滑的6组轴承进行寿命对比试验。试验数据表明:润滑剂中添加自修复材料ART并进行光饰预处理技术后,脂润滑及油润滑的L10寿命分别提高了4倍和2倍以上,可靠性分别由77.44%,97.9%增加至99.98%,99.7%。

汽车发动机应用金属磨损自修复材料技术的研究

通过在汽车发动机的润滑系统中应用金属磨损自修复材料技术,研究自修复材料保护层的摩擦性能、显微硬度,在行车试验中研究自修复材料技术对发动机的动力性能、节油、尾气等综合性能指标,并在形成自修复材料保护层的性能下进行了无机油行驶的研究.实验证明自修复材料可对已磨损的零件表面进行不拆卸原位修复,自修复材料保护层具有超低的摩擦系数.

智能自修复材料的应用综述

具有自诊断、自修复功能的智能材料已成为新材料领域研究的重点之一。智能自修复材料的本质特征是材料具有仿生自修复功能,即材料能根据感受到的信息而自动判断、控制和修复以适应外界条件变化。文章介绍了智能自修复材料的基本概念、原理以及几种智能材料自修复功能,探讨了智能自修复材料光明的应用前景和发展趋势。

金属磨损自修复材料在铁路内燃机车柴油机上的应用试验

介绍了北京铁路局开展金属磨损自修复材料在内燃机车柴油机上扩大试验的情况 ,对试验所产生的效果做了全面、客观的分析 ,明确了今后试验工作的重点和进一步扩大应用范围的安排。

连续自修复材料系统充注过程研究

进行了连续自修复材料系统裂隙生成与修复剂充注原理试验。分析了双尺度和单尺度结构对角流树-网复合修复剂流道的流阻特性。

电力设备绝缘损伤形式及自修复材料研究进展

电力设备绝缘材料在生产、安装、敷设以及服役期间受到各种人为、环境因素的影响,易出现材料本体缺陷、机械损伤以及电气损伤等不同的绝缘损伤形式。自修复材料能通过材料内部分子的物理相互作用或是一定的化学反应识别损伤并对其进行修复。自修复绝缘材料的发展对延长电力设备的使用寿命和维持设备运行稳定性具有重要意义,将有效推动电力物联网和坚强智能电网的发展。该文总结了电力设备绝缘材料的基本缺陷及损伤形式,并归纳综述了可实现绝缘材料自修复功能的方法。

牺牲键对可逆共价自修复材料性能的影响

自修复材料是自发地修复内部裂纹,从而延长材料寿命、降低成本,其主要目标是将优异的力学性能与有效的自修复性能相结合。以含二硫键的共价交联网络以及含Zn^(2+)-咪唑配位键的非共价交联网络构建双交联互穿网络聚合物。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)、动态机械热分析仪(DMA)、电子万能试验机等对弹性聚合物的结构和性能进行表征。研究结果表明,牺牲键的引入对弹性体具有增强和增韧作用,非共价键更快的交换速率使得双交联网络相对于纯共价交联体系具有更好的修复效果。

自修复材料在储能器件中的研究现状

对自修复材料的外援型和本征型两种自修复机理进行介绍,对修复模型进行分析,并详细阐述本征型自修复材料作为储能器件中的电极黏结剂、聚合物电解质、集流体、电极涂层和液态金属电极等的研究进展。总结自修复材料在当前研究中的困境,并对发展方向进行展望。

金属抗磨自修复材料对球轴承寿命的影响

采用2组相同型号的滚动轴承疲劳寿命强化试验机,设置相同的外部环境及试验条件,在其中1组试验机的润滑油箱中按比例加入金属抗磨自修复材料,进行对比试验研究。结果表明,添加金属抗磨自修复材料的强化试验机的润滑油理化指标无明显变化,轴承振动值稳定,且轴承疲劳寿命明显延长。

氢键型自修复材料的研究进展

自修复材料模仿生物体损伤自愈原理,自行发现损伤和裂纹并通过一定机理自动愈合,是一种有着广泛需求的智能材料.自修复材料的出现大大延长了材料的使用寿命,降低了维护成本,提高了使用的安全系数.基于氢键弱相互作用的自修复材料是近年来发展的一种新型自修复材料,不需要内植修复剂,依靠分子内或分子间氢键的断裂和重组即可实现材料的自我修复,具有修复温度低,重复性好等优势,有着重要的理论和实践意义.本文归纳介绍了四种典型的氢键型自修复材料—自修复水凝胶、自修复导电高分子、自修复热塑性弹性体和自修复聚合物玻璃,并阐述了这几种氢键型自修复材料的修复机理.

我国磨损自修复材料的研究进展

摩擦与磨损是机械运动中普遍存在的一种自然现象，因各种各样的摩擦磨损造成的能源损失大约可占全部使用能源的1/以上，如以发动机中的缸套/塞环这对摩擦副为例，它们造成的能量损耗约占发动机中摩擦损耗总能量的45％，同时磨损也是材料与设备破坏与失效的3种主要形式之一。目前，减轻机械设备磨损主要有3种途径：一是通过提高制造精度和使用润滑材料等来减少造成磨损的各种因素；

外援型微胶囊自修复材料的研究进展

评述近年国内外数种外援型微胶囊自修复复合材料体系的研究成果,包括双环戊二烯-Grubbs体系、聚二甲基硅氧烷体系、活性溶剂体系、环氧树脂体系和异氰酸酯体系等,比较这些体系微胶囊的设计方法、主要性能和应用范围等.设计外援型微胶囊自修复复合材料,通过胶囊破裂流出囊芯可有效封闭裂纹,达到延长材料服役寿命的效果.指出材料断裂机理与微裂纹的产生及扩展密切相关,断裂行为决定高聚物材料中设计化学体系进行智能修复的过程.开辟了自修复聚合物材料科学研究新方法和工程应用的新途径.展望了微胶囊自修复材料的科研和工程应用前景.

金属磨损自修复材料在机车柴油机上的应用

本文介绍ART金属磨损自修复材料在我处机务段DF49495机车上的应用情况,使用该材料后,汽缸的压缩压力和柴油机功率明显上升,燃油消耗率明显降低,经济效益显著提高。

晶须、内养护剂、裂缝自修复材料对混凝土性能的影响

研究了硫酸钙晶须、高吸水性树脂(SAP)内养护剂、裂缝自修复材料对混凝土抗折强度、抗压强度的影响,采用正交试验分析了这三种材料在C30和C50混凝土中的最佳掺量,并研究了在最佳掺量下混凝土的塑性抗裂性能。结果表明:在适宜掺量下,三种材料单掺或复配均能提高混凝土各龄期的力学性能;以正交试验得到的三种材料最佳复合比例制备的混凝土的塑性抗裂性能提高了25%以上。

金属磨损自修复材料

为预防机械装备和机械零件表面的磨损及修复长期运转中已磨损的机件摩擦表面,开发出了一种新型金属磨损自修复材料。试验、检测的结果表明,这种金属磨损自修复材料可以原位强化和修复铁基摩擦副的工程表面。