近日,重慶大學航空航天學院付紹云教授團隊在國際材料科學研究領域頂級期刊Progress in Materials Science(IF=33.6)上發表題為“Orientation of discontinuous fillers in polymer composites:modelling,characterization,control and applications(聚合物復合材料中非連續填料取向的建模、表征、控制及應用)”的綜述論文。重慶大學航空航天學院博士研究生李嘉為論文第一作者,付紹云教授、李元慶教授和李哲靈教授為論文共同通訊作者。
聚合物復合材料是由聚合物基體和填充材料組成的多相材料。填充材料再聚合物基體中的空間取向和排列是影響聚合物復合材料性能的重要因素之一,對復合材料的結構-性能-加工相關性起著至關重要的作用。本綜述系統總結了近年來非連續填料取向在建模、表征、控制和應用四個方面的研究進展,重點介紹了填料取向在聚合物復合材料加工-結構-性能關系中的作用。
本文基于填料與復合材料的坐標系,利用轉動自由度與平動自由度等概念,定義了復合材料中不同類型填料的空間取向。總結了復合材料中填料取向的建模與量化方法,以及各類代表性表征技術。基于此,評述了控制復合材料中填料取向的各類技術,提出了控制策略的選擇準則以輔助研究人員的相關研究。本文系統總結和分析了填料取向對復合材料力學、電學、熱學和其他性能的影響。本文提出了填料取向在復合材料中的研究和應用中仍然存在的挑戰與機遇,并展望了未來的發展方向。
該研究得到了國家自然科學基金項目、中央高校基本科研業務費與重慶大學科研啟動經費的資助。