材料科学与工程学院介绍

北京化工大学材料科学与工程学院由聚合物科学系、聚合物工程系、功能材料系、碳及复合材料系、金属表面工程系、分析评价中心和国家碳纤维工程技术中心七部分组成。共有教职员工163人，其中教授（研究员）39人，副教授（副研究员、高级工程师）43人，博士生导师17人，具有博士学位的教师有45人。聚合物科学与工程是学院教学与科研的传统强项，高分子材料学科（属材料学）为全国重点学科，     

地铁车辆牵引变流器的复合材料柜体研制

针对轨道车辆的轻量化问题,以某地铁车辆牵引变流器铝合金柜体为开发原型,首先开展柜体缩比件的研制,利用仿真与试验相结合的方法获得柜体缩比件的强度和抗振动冲击性能,利用防护试验和电磁兼容试验获得柜体缩比件的防护性能和电磁兼容性;在此基础上,开展复合材料柜体的研制,采用纵向主承载隔板与外框一体成型方案和真空灌注工艺制作柜体框架,采用RTM工艺制作柜门。仿真与试验结果表明,复合材料柜体较铝合金柜体减重30%,可以满足地铁车辆牵引变流器的技术要求。地铁车辆牵引变流器的复合材料柜体研制,为复合材料在轨道交通领域的工程应用积累了经验。     

碳纤维多向铺层板的雷达反射特性

提出一个计算雷达反射电场的传输矩阵方法。把碳纤维多向铺层板相邻层间的分界面两侧的电场用一个简洁的矩阵表示，并将相应的矩阵串接起来，可以方便地处理任意层数和任意纤维取向的反射问题。数值计算结果显示反射率随入射电场的极化变化很小，说明不同铺层互相补偿了各向异性，可使碳纤维部件的场计算问题得到简化。     

基于模糊聚类-模糊模式识别的复合材料高温机械性能评价

将模糊聚类和模糊模式识别相结合的识别方法应用于具有多模糊特征变量的复合材料高温机械性能的识别中。对给定特征的复合材料进行模糊分类,建立群体模式。通过模糊模式识别在模式库中对检验样本进行匹配,实现对未知材料的聚类识别。结果表明:对于多因子相关的复合材料性能,两种方法的结合是有效可行的,可以满足经济性和准确性的要求。     

基于单纤维压出实验分析硼纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度

界面剪切强度是复合材料设计的重要指标,如何通过试验方法测定复合材料的界面性能是复合材料研究的一个重要领域。本文以硼纤维/环氧树脂叠层板(0/90)复合材料为载体,利用S-3400扫描电镜(SEM)与Gatan公司的拉伸台Microtest 2000组合,且在电镜上安装了自行设计制作的单纤维压头,测定界面的剪切强度。得知:在室温负荷作用下硼纤维呈阶梯式脱粘,当压出硼纤维长度为总压出长度约一半时,界面剪切强度达到最大值,并估算出界面的剪切模量,为进一步有限元法模拟研究复合材料的界面的力学行为提供依据。     

硼纤维/环氧树脂复合材料界面剪切强度实验分析

本文以0/90硼纤维/环氧树脂复合材料为研究对象,采用单纤维推出的实验方法对其界面剪切强度进行细观分析。在单纤维推出实验过程中,获得使界面脱粘失效的平均载荷,进一步推算出该材料脱粘失效时界面层的最大切应力,即复合材料界面切应力达到该值时,复合材料首先在界面处发生脱粘滑移进而失效破坏;实验结果显示,硼纤维/环氧树脂复合材料构件在界面切应力达到170MPa左右时,界面层开始脱粘失效。     

柔性力敏传感器发展现状

集高灵敏度、高柔韧性和易集成特点的柔性力敏传感器在电子皮肤、可穿戴设备、生物医药和人工智能等领域得到了广泛的研究。笔者通过总结压阻式、电容式、压电式和摩擦电型压力传感器近年来的研究进展，归纳分析了不同新型材料所制成传感器的优势和缺陷。在全面介绍了最新的柔性力敏传感器发展后，讨论了当下柔性传感器所存在的问题以及潜在的发展前景：探索新的传感原理，挖掘新型复合材料，研发性能优异的新型柔性力敏传感材料和器件。传感器综合性能的提升将是未来发展的方向。     

含结晶水无机盐对复合材料吸波性能的影响--材料研究新思路探索

通过在毕业论文研究中对乙炔炭黑(CB)和含结晶水无机盐吸波剂填充丁腈橡胶(NBR)吸波性能的探索,不但对得到了具有良好吸波性能的材料,而且还得到了良好的科学研究思想方法的训练,提高了动手能力.     

硅藻土-聚丙烯酰胺系高吸水性复合材料的研制

以丙烯酸和硅藻土为原料，用溶液法合成复合高吸水性树脂，同时对影响聚合产物吸水量的各种因素进行了研究．结果表明，当硅藻土、淀粉、NaOH、引发剂和交联剂的加入量的质量分数分别为30％、30％、60％、1．5％及0．03％时，制得的超吸水性复合材料的吸水量最高，可达611g/g．硅藻土作为一种功能填料，改善了复合材料的综合吸水性能．     

高速列车金属陶瓷复合材料制动闸片研制

采用粉末冶金热压工艺制备了高速列车金属陶瓷制动复合材料闸片，并进行了力学性能、摩擦磨损性能试验。研究表明，该制动闸片烧结体具有较高的抗压强度，闸片具有高而稳定的摩擦系数、低的磨损率和良好的制动性能，能对运营速度达300Km／h的高速列车实行有效的制动。