4D打印形状记忆聚合物的研究进展

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作者 刘灏 陈思敏 +4 位作者 余创 李承娣 陈枭 洪浩群 黎帅 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第6期161-169,共9页

形状记忆聚合物(SMP)是一类重要的智能材料,SMP与3D打印技术的结合赋予了4D打印智能结构可调控的变形行为和独特的智能功能。首先概述了SMP常用的4D打印技术,包括熔融沉积成型、立体光固化成型、墨水直写成型、数字光处理成型和选择性... 形状记忆聚合物(SMP)是一类重要的智能材料,SMP与3D打印技术的结合赋予了4D打印智能结构可调控的变形行为和独特的智能功能。首先概述了SMP常用的4D打印技术,包括熔融沉积成型、立体光固化成型、墨水直写成型、数字光处理成型和选择性激光烧结,并分析讨论了4D打印中涉及的形状记忆效应。然后,根据刺激响应类型如热、光、电、磁、湿度/溶剂等,着重介绍了4D打印SMP的研究进展。未来,除了要提高3D打印设备的精度与3D打印制品的强度,更应该将智能变形与光、磁、电学等特性有机结合以开发高性能多重刺激响应SMP器件。 展开更多

关键词 4D打印 智能材料 形状记忆聚合物 形状记忆效应 刺激响应类型

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光热双响应形状记忆聚氨酯/炭黑纳米复合材料的制备及性能研究 被引量：1

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作者 王天娇 汪东 +5 位作者 李丽英 戴雪岩 许晓洲 李娜 柯红军 王国勇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期229-233,共5页

选用聚己内酯为预聚物,炭黑(CB)纳米颗粒作为光响应功能性填料,通过溶液聚合制备了一种光热双响应形状记忆聚氨酯(SMPU)/CB纳米复合材料。利用IR、SEM、DSC和DMA对其结构、形貌、热学性能和形状记忆性能进行表征。研究结果表明,SMPU/CB... 选用聚己内酯为预聚物,炭黑(CB)纳米颗粒作为光响应功能性填料,通过溶液聚合制备了一种光热双响应形状记忆聚氨酯(SMPU)/CB纳米复合材料。利用IR、SEM、DSC和DMA对其结构、形貌、热学性能和形状记忆性能进行表征。研究结果表明,SMPU/CB纳米复合材料展示出优异的形状记忆性能,其形状固定率和形状回复率均在97%以上。此外,由于CB的光热效应,SMPU/CB纳米复合材料在红外光的照射下具有快的响应速度及大的弯曲变形角度,在航空航天、智能驱动等领域具有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 形状记忆聚合物复合材料 光响应 热响应 聚氨酯 炭黑

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形状记忆聚合物及其复合材料空间辐照环境效应研究进展

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作者 王双 李敬 +4 位作者 李晨阳 毛佳乐 陈玉 于钱 沈自才 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1350-1363,共14页

形状记忆聚合物及其复合材料具有密度低、可回复变形大、刺激方式可控、成本低等优点,可应用于空间可展开结构,但空间辐照环境对其在轨安全带来了严重的威胁。首先介绍了形状记忆聚合物及其复合材料的分类,接着总结了基于形状记忆聚合... 形状记忆聚合物及其复合材料具有密度低、可回复变形大、刺激方式可控、成本低等优点,可应用于空间可展开结构,但空间辐照环境对其在轨安全带来了严重的威胁。首先介绍了形状记忆聚合物及其复合材料的分类,接着总结了基于形状记忆聚合物的空间可展开结构应用现状,然后分析了高能电磁辐射、高能粒子辐射和原子氧等空间环境对形状记忆聚合物及其复合材料性能的影响,最后对形状记忆材料空间辐照环境效应的研究成果进行了总结并对未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 形状记忆聚合物 复合材料 航天应用 电磁辐射 高能辐射

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HQEE改性PCL基形状记忆聚氨酯的制备

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作者 刘佩佩 关静 +2 位作者 曾鑫志 于佳宏 张彦飞 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期7-13,共7页

聚(ε-己内酯)(PCL)是一种半结晶性聚合物,由于其具有良好的可降解性和形状记忆性能,PCL的改性被广泛关注和研究。通过分子交联的方式将氢醌-双(β-羟乙基)醚(HQEE)引入一种具有树枝状拓扑结构的PCL基形状记忆聚氨酯。其中,六亚甲基二... 聚(ε-己内酯)(PCL)是一种半结晶性聚合物,由于其具有良好的可降解性和形状记忆性能,PCL的改性被广泛关注和研究。通过分子交联的方式将氢醌-双(β-羟乙基)醚(HQEE)引入一种具有树枝状拓扑结构的PCL基形状记忆聚氨酯。其中,六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂、三羟甲基丙烷(TMP)作为交联剂。用傅里叶变换红外光谱分析、X射线衍射光谱分析、热重分析、差示扫描量热分析和形状记忆性能分析表征所制备的形状记忆聚氨酯(SMPU)。分析结果表明,异氰酸酯(—NCO)活性基团全部参与反应,成功制备得到SMPU试样。所制备的SMPU均具有结晶性,且其结晶性能随扩链剂(HQEE和三甲基戊二醇)含量的升高而降低,热降解性能良好,在30.9~40.2℃范围内出现结晶/熔融峰,形状回复率均为100%,形状固定率和形状回复时间均随扩链剂含量的增大而减小。综合分析得到,试样SMPU-H2和SMPU-H3的结晶性能适中,表现出良好的形状记忆性能。其中,SMPU-H2和SMPU-H3的硬段含量分别为38.51%和46.39%,形状记忆转变温度分别为35.5,34.7℃。 展开更多

关键词 聚(ε-己内酯) 聚氨酯 形状记忆聚合物 氢醌-双(β-羟乙基)醚 结晶性 微相分离

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智能高分子及水凝胶的响应性及其应用 被引量：37

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作者 金淑萍 柳明珠 +5 位作者 陈世兰 卞凤玲 陈勇 王斌 詹发禄 刘守信 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第3期438-446,共9页

结合一些范例综述了智能水凝胶的基本概念、种类以及智能高分子响应环境温度、pH值和光信号刺激的相转变行为,简要介绍了该类高分子在农林业、卫生等领域中的应用,并对其发展前景作了展望.

关键词 智能高分子 智能水凝胶 相转变 形状记忆

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形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用 被引量：45

6

作者 冷劲松 兰鑫 +1 位作者 刘彦菊 杜善义 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期950-956,共7页

综述了形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用。形状记忆聚合物是一种智能主动变形的高分子材料,该材料在外界激励作用下能够产生较大的可回复变形,可应用于智能主动变形结构。首先简述了形状记忆聚合物的研究现状,然后... 综述了形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用。形状记忆聚合物是一种智能主动变形的高分子材料,该材料在外界激励作用下能够产生较大的可回复变形,可应用于智能主动变形结构。首先简述了形状记忆聚合物的研究现状,然后分别介绍了颗粒、短纤维和连续纤维增强的形状记忆聚合物复合材料的研究现状,并重点评述了三种复合材料的电-热致驱动变形性能。此外,本文还介绍了纤维增强形状记忆复合材料在空间可展开结构上的应用,主要包括可展开铰链、可伸缩梁和可展开天线等。 展开更多

关键词 智能材料与结构 形状记忆聚合物 复合材料 空间可展开结构 主动变形

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形状记忆聚氨酯材料的研究进展 被引量：22

7

作者 崔航 王锋 +1 位作者 胡剑青 涂伟萍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期1-6,31,共7页

形状记忆聚氨酯是一种可以响应外界刺激,并通过特定的热力学过程回复到初始形态的新型智能高分子材料。基于不同的应用,提供形状展开功能、形状固定及回复功能、形状回复率及回复力可控等性能。形状记忆聚氨酯可以通过热、电、光、磁等... 形状记忆聚氨酯是一种可以响应外界刺激,并通过特定的热力学过程回复到初始形态的新型智能高分子材料。基于不同的应用,提供形状展开功能、形状固定及回复功能、形状回复率及回复力可控等性能。形状记忆聚氨酯可以通过热、电、光、磁等方式直接或者间接地激发材料的形状记忆性能,在智能纺织、航空航天、生物医用等领域具有广阔的应用前景。首先介绍了形状记忆聚氨酯的结构、记忆机理和分类;然后讨论了影响其形状记忆性能的因素,主要包括硬段种类和含量的影响、软段的种类和相对分子质量的影响、交联剂的影响、掺杂填料的影响等。在此基础上总结了形状记忆聚氨酯在不同领域的应用进展,最后展望了形状记忆聚氨酯网络结构化设计思路和未来的发展方向。 展开更多

关键词 聚合物 聚氨酯 形状记忆

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智能材料的研究现状及展望 被引量：14

8

作者 奚利飞 郑俊萍 +2 位作者 张红磊 杨学稳 姚康德 《材料导报》 EI CAS CSCD 2003年第F09期235-237,共3页

智能材料已成为当今世界高度关注的热点和焦点,它有着广阔的应用前景,取得了丰富的研究成果。首先介绍了智能材料的概念、特征;其次重点阐述智能材料的几种基础材料——形状记忆材料、压电材料、智能高分子材料的性能及应用研究进展;最... 智能材料已成为当今世界高度关注的热点和焦点,它有着广阔的应用前景,取得了丰富的研究成果。首先介绍了智能材料的概念、特征;其次重点阐述智能材料的几种基础材料——形状记忆材料、压电材料、智能高分子材料的性能及应用研究进展;最后展望了智能材料在21世纪的发展趋势。 展开更多

关键词 智能材料 形状记忆材料 压电材料 模糊高分子材料

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形状记忆聚合物及其在航空航天领域中的应用 被引量：23

9

作者 朱光明 魏堃 王坤 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期168-171,共4页

介绍了形状记忆聚合物的最新研究进展,从结构角度分析和探讨了不同聚合物产生形状记忆效应的原理,其中,聚烯烃类形状记忆聚合物都具有化学交联和半结晶的结构;相反,形状记忆聚氨酯则具有物理交联和相分离的结构。而液晶弹性体的形状记... 介绍了形状记忆聚合物的最新研究进展,从结构角度分析和探讨了不同聚合物产生形状记忆效应的原理,其中,聚烯烃类形状记忆聚合物都具有化学交联和半结晶的结构;相反,形状记忆聚氨酯则具有物理交联和相分离的结构。而液晶弹性体的形状记忆效应则是由于液晶态的相转变而实现的。文中还对聚氨酯、交联聚乙烯、液晶弹性体等形状记忆高分子材料的特性及其在变形机翼、自展开结构等航空航天领域的应用进行了介绍和评价。 展开更多

关键词 形状记忆聚合物 聚氨酯 液晶弹性体 自展开结构 变形机翼

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橡胶基增强型热致形状记忆复合材料体系 被引量：10

10

作者 童征 裴晓含 +6 位作者 沈泽俊 魏松波 高扬 黄鹏 石白茹 孙福超 付涛 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1005-1013,共9页

开发了橡胶基增强型热致形状记忆复合材料体系PE-NBR,评价了其性能并与传统形状记忆聚合物进行对比,建立了适用于该体系的本构模型,采用该体系制作了封隔器胶筒并进行了数值模拟和实验研究。将聚烯烃作为形状记忆相,填充有增强颗粒的橡... 开发了橡胶基增强型热致形状记忆复合材料体系PE-NBR,评价了其性能并与传统形状记忆聚合物进行对比,建立了适用于该体系的本构模型,采用该体系制作了封隔器胶筒并进行了数值模拟和实验研究。将聚烯烃作为形状记忆相,填充有增强颗粒的橡胶弹性体作为改性增强相,制成具有形状记忆效应的功能性复合材料体系。体系拉伸强度达14.3 MPa,硬度达71,形状恢复率95%,优于传统形状记忆聚合物。体系中聚烯烃比例在20%-90%可调,弹性体比例在10%-70%可调。建立了基于细观力学、兼顾材料宏观性能的橡塑共混体系本构模型,可满足大变形、温度相关、非线性复合材料的分析要求。基于PE-NBR体系的形状记忆封隔器胶筒稳定承压不低于10 MPa,接触压力最大值出现在距胶筒端面约60 mm处,可满足应用要求。 展开更多

关键词 形状记忆聚合物 复合材料 细观力学 本构模型 聚烯烃 弹性体 封隔器

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增强形状记忆聚合物材料研究进展 被引量：9

11

作者 武秀根 郑百林 +1 位作者 贺鹏飞 杨青 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期423-425,共3页

本文介绍了增强形状记忆聚合物的最新研究进展,详细探讨了各种增强材料对形状记忆聚合物的形状记忆效应的影响,总结了增强形状记忆聚合物研究的若干热点问题。

关键词 增强形状记忆聚合物 增强材料 形状记忆效应

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形状记忆聚氨酯的发展现状及应用前景 被引量：8

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作者 杜宗罡 朱光明 +2 位作者 秦瑞丰 周海峰 张龙彬 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期6-11,共6页

介绍了形状记忆聚氨酯的合成研究进展、性能和形状记忆原理以及应用状况 ,并详细介绍了其在纺织和医学方面的应用前景。

关键词 形状记忆聚氨酯 智能材料 应用

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智能复合材料研究进展 被引量：13

13

作者 林超 陈凤 +2 位作者 袁莉 梁国正 顾媛娟 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期74-77,共4页

智能复合材料作为一种新型高技术材料,兼具结构与功能双重特性。根据近几年来智能复合材料的研究现状,本文介绍了几种主要的智能复合材料:形状记忆复合材料、自修复智能复合材料、压电智能复合材料、电/磁流变智能复合材料及纤维素智能... 智能复合材料作为一种新型高技术材料,兼具结构与功能双重特性。根据近几年来智能复合材料的研究现状,本文介绍了几种主要的智能复合材料:形状记忆复合材料、自修复智能复合材料、压电智能复合材料、电/磁流变智能复合材料及纤维素智能复合材料,简述了智能复合材料领域当前研究热点,介绍了该领域中存在的一些问题,展望了智能复合材料的发展前景。 展开更多

关键词 智能材料 形状记忆 自修复 压电 电/磁流变 纤维素

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生物医用形状记忆高分子材料 被引量：7

14

作者 沈学霖 朱光明 杨鹏飞 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期111-117,共7页

形状记忆聚合物作为一种智能材料,已经在生物医用领域显示出了巨大的应用前景。基于形状记忆聚合物材料的原理,组成和结构可以设计兼具生物降解性、生物相容性等多种功能的新型智能材料。本文综述了三种典型的生物降解性形状记忆聚合物... 形状记忆聚合物作为一种智能材料,已经在生物医用领域显示出了巨大的应用前景。基于形状记忆聚合物材料的原理,组成和结构可以设计兼具生物降解性、生物相容性等多种功能的新型智能材料。本文综述了三种典型的生物降解性形状记忆聚合物材料(聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯)的发展,从结构上对三种形状记忆聚合物进行了分类讨论,详细分析了不同种类聚合物形状记忆的机理、形状变化的固定率和回复率、回复速率等,并介绍了一些形状记忆聚合物材料在生物医学中的应用。最后对医用形状记忆聚合物未来发展进行了展望:双程形状记忆聚合物及体温转变形状记忆材料将会受到研究者的重点关注。 展开更多

关键词 生物医用 形状记忆聚合物 聚乳酸 聚己内酯 聚氨酯

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NiTi形状记忆合金丝的电阻与应力、应变的关系研究 被引量：8

15

作者 吴晓东 吴建生 +2 位作者 王征 金嘉陵 张一 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期161-164,共4页

形状记忆合金是智能材料与结构中很有希望的驱动材料。本文研究了外加应力和残留应变对形状记忆合金ＮｉＴｉ丝的电阻的影响。研究发现，在３０℃下的恒温过程中，外加应力对ＮｉＴｉ丝电阻的影响可以分为两种情况，一种是在弹性变形过... 形状记忆合金是智能材料与结构中很有希望的驱动材料。本文研究了外加应力和残留应变对形状记忆合金ＮｉＴｉ丝的电阻的影响。研究发现，在３０℃下的恒温过程中，外加应力对ＮｉＴｉ丝电阻的影响可以分为两种情况，一种是在弹性变形过程中，电阻随着应力的增加呈线性增加；另一种是在发生组织变化的过程中，当发生应力诱发马氏体相变时，电阻降低；当发生马氏体孪生变形时，电阻随着应力的增加而增加。应变对电阻的影响表现为随着ＮｉＴｉ丝的残余应变量的增加，电阻线性地增加。 展开更多

关键词 NITI 形状记忆合金 合金丝 电阻 应力 应变

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形状记忆智能复合材料的发展与应用 被引量：10

16

作者 蒋建军 胡毅 +4 位作者 陈星 王林文 任恩毅 高新宇 邓国力 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1-13,共13页

智能材料是一种能够感知外部环境变化并自主进行判断、处理以及适度响应的新型智能多功能材料,同时也是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,它的兴起引发了材料科学的一次新的革命。本文从形状记忆智能复合材料... 智能材料是一种能够感知外部环境变化并自主进行判断、处理以及适度响应的新型智能多功能材料,同时也是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,它的兴起引发了材料科学的一次新的革命。本文从形状记忆智能复合材料的历史起源入手,聚焦形状记忆合金和形状记忆聚合物最新研究成果,分别从形状记忆机理和工程实际应用等多个角度进行阐述,并对现阶段的技术发展难题,如形状记忆合金:生物相容性差、形变恢复小、驱动速度缓慢、疲劳寿命短;形状记忆聚合物:增材制造技术过程复杂、强度和刚度小等进行讨论,最后对未来发展前景进行展望。 展开更多

关键词 智能材料 复合材料 形状记忆合金 形状记忆聚合物 形状记忆效应

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智能热敏形状记忆聚合物及其应用 被引量：25

17

作者 胡金莲 范浩军 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期122-129,共8页

智能热敏聚合物是一种能够对外界温度的变化发生预定响应,从而使聚合物特定的宏观性能随之发生相应变化的高分子材料,形状记忆聚合物为智能热敏聚合物的一种.聚氨酯、聚降冰片烯、反式1,4-聚异戊二烯等均具有形状记忆特性.与形状记忆金... 智能热敏聚合物是一种能够对外界温度的变化发生预定响应,从而使聚合物特定的宏观性能随之发生相应变化的高分子材料,形状记忆聚合物为智能热敏聚合物的一种.聚氨酯、聚降冰片烯、反式1,4-聚异戊二烯等均具有形状记忆特性.与形状记忆金属合金相比,形状记忆高分子材料具有质量轻、成本低、形状记忆温度易于调节、易于着色,形变量大、赋形容易,且易于在预定温度下被激发等特点,特别是形状记忆聚氨酯,具有结构-性能易于控制,形状记忆温度选择范围宽(-30～70℃)等优点,因而在生物医学、纺织服饰、玩具、包装、国防军工等诸多领域显示了广阔的应用前景.在纺织领域,具有形状记忆的领带、腹带、服装衬里、胸罩、绷带、运动服、军用作战服、登山服、帐篷等以其抗皱、免烫、防水、透湿、保温、定型等多种功能可通过体温或温度自动调节等智能特性,深受消费者青睐.本文对智能热敏高分子材料的研究和发展进行了回顾,重点介绍了该类材料的结构特征,形状记忆机理及其在纺织、生物医用材料、国防军工等领域的应用前景,并对该类材料的发展前景进行了展望. 展开更多

关键词 热敏智能聚合物 形状记忆 结构 机理 应用

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具有形状记忆功能的高分子材料 被引量：22

18

作者 朱光明 梁国正 《化工新型材料》 CAS CSCD 2002年第2期20-23,共4页

本文综述了具有形状记忆功能的高分子材料的发展概况 ,分析了形状记忆高分子材料的记忆效应原理 ,并对交联聚烯烃、聚氨酯、聚酯等具有形状记忆功能的高分子材料的特性及应用进行了评价和探讨 。

关键词 记忆效应 交联聚烯烃 聚氨酯 聚酯 形状记忆功能 高分子材料

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某些形状记忆热收缩材料的研究进展 被引量：4

19

作者 蒲侠 周彦豪 +1 位作者 张兴华 童速玲 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2004年第8期63-67,共5页

综述了交联聚乙烯、(乙烯 /乙酸乙烯酯 )共聚物、(乙烯 /丙烯酸乙酯 )共聚物、含氟聚合物、反式 1,4 聚异戊二烯等具有形状记忆功能的热收缩材料的研究现状 ,分析了其形状记忆机理 ,介绍了这些热收缩材料在包装材料、电线电缆、电子器... 综述了交联聚乙烯、(乙烯 /乙酸乙烯酯 )共聚物、(乙烯 /丙烯酸乙酯 )共聚物、含氟聚合物、反式 1,4 聚异戊二烯等具有形状记忆功能的热收缩材料的研究现状 ,分析了其形状记忆机理 ,介绍了这些热收缩材料在包装材料、电线电缆、电子器件和医疗器材等领域的应用。 展开更多

关键词 形状记忆材料 热收缩材料 聚合物 应用 记忆机理 功能高分子材料

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智能材料及其应用进展 被引量：16

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作者 王守德 刘福田 程新 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第1期97-100,共4页

概述了智能材料的内涵 ;介绍了智能材料的设计思想来源 ,材料组元的选择和复合形式以及其中的几条复合途径 ;综述了压电陶瓷复合材料和压电聚合物、形状记忆合金和形状记忆高分子聚合物、光纤材料和电流变体等几类智能材料的研究情况和... 概述了智能材料的内涵 ;介绍了智能材料的设计思想来源 ,材料组元的选择和复合形式以及其中的几条复合途径 ;综述了压电陶瓷复合材料和压电聚合物、形状记忆合金和形状记忆高分子聚合物、光纤材料和电流变体等几类智能材料的研究情况和应用概况 ;最后 。 展开更多

关键词 应用进展 智能材料 压电陶瓷 形状记忆合金 光纤材料 电流变体 设计原理

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