石墨烯材料在舰船强电磁防护技术中的应用

[目的]针对复杂海洋战场环境下舰船电子信息系统面临的强电磁武器攻击威胁,介绍基于石墨烯材料的新型强电磁防护技术。[方法]首先分析石墨烯独特的光电特性以及可调谐性能;然后综述近年来石墨烯光电器件的研究进展,并介绍本课题组在石墨烯太赫兹调制器和石墨烯光子晶体等领域的研究成果;最后综述石墨烯及其复合物在吸波材料领域的研究现状。[结果]研究结果表明,将石墨烯材料及其光电器件用于强电磁武器防护以及舰船雷达隐身技术具有一定可行性。[结论]该研究对于提高舰船电子信息系统的电磁兼容性和生存能力、保障打赢信息化条件下的海洋战争有着重要意义。     

舰船复合材料防护结构的选择与优化

为选择与优化舰船复合材料防护结构,根据陶瓷材料的密度小、强度大、硬度高、抗冲击性能良好等特征,建立以金属为面板的金属/陶瓷复合材料和以陶瓷为面板的陶瓷/金属复合材料结构模型,研究复合材料层合板在爆炸冲击载荷下的抗冲击性能,陶瓷/金属复合材料的抗爆炸冲击性能远远优于金属/陶瓷复合材料的抗爆炸冲击性能。在此基础上,考虑复合材料层合板在防护结构中的位置,讨论不同结构参数对防护结构爆炸冲击性能的影响。研究结果表明,当复合材料层合板设置在空舱外板时,舰船的抗爆炸冲击性能相对较优。     

舰船复合材料防护结构的选择与优化

为选择与优化舰船复合材料防护结构,根据陶瓷材料的密度小、强度大、硬度高、抗冲击性能良好等特征,建立以金属为面板的金属/陶瓷复合材料和以陶瓷为面板的陶瓷/金属复合材料结构模型,研究复合材料层合板在爆炸冲击载荷下的抗冲击性能,陶瓷/金属复合材料的抗爆炸冲击性能远远优于金属/陶瓷复合材料的抗爆炸冲击性能。在此基础上,考虑复合材料层合板在防护结构中的位置,讨论不同结构参数对防护结构爆炸冲击性能的影响。研究结果表明,当复合材料层合板设置在空舱外板时,舰船的抗爆炸冲击性能相对较优。     

舰船可再生滤毒通风技术研究进展

简要介绍舰船集防系统传统滤毒通风技术的原理和存在的主要问题,对新型可再生滤毒通风技术的工作原理、吸附剂和床层结构的研究进展、工艺设计以及现阶段存在的问题进行了详细讨论。与高效滤器加浸渍炭滤器传统的滤毒通风技术相比,可再生滤毒通风技术具有防护时间长,维护简单,防护谱宽等优点。研制性能优异的吸附剂,优化工艺流程,降低设备的体积、重量和能耗要求是可再生滤毒通风技术未来的发展方向。     

石墨烯及其在锂离子电池中的应用研究

石墨烯是一种具有单原子层、二维晶体结构的新型碳材料,因其具有高的导电率、大的比表面积、高的化学稳定性能等优点,成为当前锂离子电池领域研究的热点。本文简述了石墨烯的制备方法,重点介绍了石墨烯在锂离子电池中的应用:作为电极材料、或与其他储锂材料复合作为电极材料使用,并对石墨烯锂离子电池的前景作了进一步展望。     

船用蜂窝金属夹芯板重复冲击实验研究

蜂窝金属夹芯结构具有高比强度、高比刚度和高能量吸收性能,在船舶与海洋工程结构轻量化与碰撞冲击防护领域具有广泛的潜在应用价值.本文采用INSTRON CEAST 9350落锤冲击试验机进行了船用蜂窝金属夹芯板重复冲击实验,得到了蜂窝金属夹芯板结构塑性变形累积过程以及重复冲击载荷-位移曲线.研究结果表明:在重复冲击载荷作用下,蜂窝金属夹芯板结构上下面板弯曲变形逐渐增大,蜂窝芯层薄壁结构逐渐达到密实化;上面板主要表现为局部凹陷与整体弯曲的耦合变形模态,下面板变形模态经历了从整体弯曲到整体弯曲与局部凹陷耦合模式的转变过程;重复冲击能量及上下面板厚度分配对蜂窝金属夹芯板结构重复冲击动态变形累积及能量吸收性能具有显著影响.     

钠离子电池用石墨烯/硬碳复合材料的制备

针对硬碳材料在钠离子电池中循环、倍率性能不佳的问题,提出石墨烯包覆改性的策略。实验结果表明石墨烯的存在引入了更加丰富的孔道结构,有效地改善硬碳材料的导电性,提升电子传导效率。电化学表征结果显示石墨烯/硬碳复合材料(HCG)表现出优异的倍率以及循环稳定性：在2 A g^-1的电流密度下分别循环2000次其容量保持率分别为83.8%和24.2%。     

石墨烯的制备及其在电化学领域中的应用

石墨烯以其独特的结构、优良的电化学性能受到了科研工作者的极大关注。此种新型的二维结构碳材料可能给化学电源、电子器件等领域带来潜在的市场机遇。本文比较了几种石墨烯的制备方法及其发展历程,并介绍了其在电化学领域的应用研究进展。     

石墨烯在防腐涂料中的研究进展

简要叙述了石墨烯的结构、性能及制备方法,概述了石墨烯防腐涂料的防腐机理,综述了石墨烯在防腐涂料中的研究进展情况,包括石墨烯防腐涂料和石墨烯复合防腐涂料,最后对石墨烯防腐涂料研究存在的问题和应用发展进行了总结和展望。     

基于石墨烯的柔性薄膜电极进展

石墨烯具有诸多优异的物理、化学特性,在电化学储能领域得到了广泛的关注。本文综述了石墨烯薄膜以及石墨烯复合材料薄膜在锂离子电池以及超级电容器柔性电极中的应用进展。根据石墨烯在柔性电极中作用的不同分为三个部分结合研究实例分别论述,并对石墨烯基薄膜电极材料在柔性电化学储能器件中的应用前景进行了分析和展望。     

船用夹层板系统水下防护性能数值仿真分析

夹层板系统(SPS)具有优越的力学性能,可应用于船舶防护结构设计中,提高其防护性能。文章基于非线性有限元软件ABAQUS,分析了SPS在水下爆炸冲击载荷下的结构损伤变形模式、吸能、速度、加速度响应等力学行为,并与传统船体加筋板架结构的防护性能进行对比分析;然后系统研究了不同冲击波工况下SPS的防护性能,并讨论了SPS结构参数对其防护性能的影响。研究结构表明,SPS对冲击波载荷具有较好缓冲及卸载效果;随着冲击因子的增大,SPS上下面板中心单元的应力和应变以及结构吸能都在相应增大,其中心点位移、速度和加速度也呈现出近似线性增长趋势;SPS存在最优结构匹配问题,需要进一步开展结构尺寸优化。     

电磁能量选择表面结构设计与仿真分析

近几年来高功率微波(HPM)武器技术发展迅猛,其产生的强电磁脉冲环境能够对武器装备构成严重威胁,因此,研究武器装备的强电磁防护具有重要的意义。针对强电磁防护与信号收发兼容的"前门"防护难题进行研究,对能量选择强电磁防护机制进行分析。设计并仿真典型压控导电的单层能量选择表面和双层非对称的能量选择表面结构及其工作性能,对影响插入损耗和防护效能的参数进行研究。仿真结果表明:设计出的能量选择表面(ESS)结构在L波段具有很好的防护性能,透波模式传输损耗小于0.5dB,防护模式屏蔽效能大于20dB,具有能量低通特性,基本满足电子设备的"前门"防护需求,同时,双层非对称结构可以带来防护性能的改善。     

舷侧多舱防护结构抗冲击性能数值研究

舷侧多舱防护结构对水下爆炸载荷直接作用后的舰艇生存能力具有较大影响,研究舷侧多舱防护结构的抗冲击性能对优化和设计新型多舱防护结构具有重要意义.通过对典型舷侧防护结构在水下接触爆炸载荷作用下毁伤过程系统分析,揭示了多舱防护结构近结构在接触爆炸载荷作用下不同破坏模式机理;通过改变炸药量及多舱防护结构板厚,得到了膨胀舱外板对多舱防护结构抗冲击性能影响最大,隔板厚度不应大于膨胀舱外板厚度的结论.     

新型干燥剂碳酰氟干燥性能研究

应用热力学方法对碳酰氟及其他25种常见干燥剂的干燥性能,如干燥强度、干燥容量、干燥速率进行热力学计算和分析。得出结论:碳酰氟作为干燥剂具有优异的干燥强度,干燥过程中较小的反应热,适中的干燥容量,优异的干燥速率,是一种干燥性能优异的新型干燥剂,尤其适合用于含氟化合物的干燥。将本文结论结合不同干燥剂的适用干燥物质范围、干燥剂成本等因素,将有助于优选出针对不同场合和应用领域最合适的干燥剂。     

环保型缓蚀剂在防冻液中的开发应用和研究

本文分析了发动机冷却系统中多种金属的腐蚀机理，并采用美国ASTMD1384腐蚀实验方法对多种防冻液缓蚀剂配方进行对比实验，开发出一种以钼酸盐、羧酸盐、硅酸盐等缓蚀剂复配的绿色环保型缓蚀剂，具有无毒、无公害和优异的多金属缓蚀性能，并对其缓蚀机理进行了分析。     

锂离子二次电池石墨烯基负极材料研究进展

石墨烯是构建其它维数碳质材料基本单元,因其优异的导电性,良好的机械性能,成为了当前材料科学领域研究的热点。石墨烯基纳米材料更是处在当前化学研究的最前沿。本文重点阐述了石墨烯基负极材料的最新研究进展,主要包括石墨烯基负极材料的储锂机理、石墨烯与硅复合负极材料和石墨烯与过渡金属氧化物复合负极材料的研究进展,并展望了石墨烯基负极材料的应用前景。     

聚乳酸/碳纤维复合梯度材料在FPSO碰撞中力学性能研究

采用聚乳酸(PLA)/碳纤维复合梯度材料对FPSO舷侧立管的防护结构进行优化设计,从防护结构、立管结构和舷侧结构的损伤变形、碰撞力和吸能特性等方面验证其防护效果。研究表明：4种不同PLA/碳纤维分布方式的防护结构较低碳钢防护结构的防撞能力有较大提升;PLA/碳纤维质量分数的分布方式不同,其结构强度、应力传播和吸能特性均不尽相同,其中X型PLA/碳纤维的防护结构防撞性能相对最好,具有一定的工程应用价值。     

浅谈海岸防护工程技术

海岸侵蚀具有严重的危害性,通常应对海岸进行必要和适当的防护。文中对海岸防护工程技术的近期发展进行了总结,介绍了新型护岸结构方法的特点及工程应用。     

透空式双排圆筒防波堤消波性能数值模拟研究

双排圆筒防波堤是一种新型透空式防波结构,具有结构形式简单、利于水体交换、生态环境友好等优势,适用于软土地基海域的后方防护。双排圆筒防波堤利用前排桩、后排桩和后排挡浪板形成复杂的波浪掩护作用。为了研究该新型防波堤结构的消波性能,采用开源计算流体力学软件OpenFOAM,建立基于有限体积法和VOF模型的三维数值波浪水槽,开展了不同布置情况工况下的数值模拟。模拟结果表明,双排圆筒的消波性能受到前后排间距、前排圆筒间距等布置参数影响,模拟工况双排圆筒消波率在34%～50%。     

直柱型点阵结构在填充聚氨酯材料时的刚度性能研究

复合材料点阵结构以其优异的力学性能越来越受到人们的广泛关注,文中在点阵结构的基础上,提出了直柱型点阵结构填充聚氨酯材料的新型复合夹层板结构,利用有限元软件ANSYS研究其静态力学性能.分别研究了夹心层高度、面板厚度等变化对其刚度性能的影响,并将该结构与实体板、普通聚氨酯夹层板进行对比,得出对工程实际具有一定参考价值的结论.