本章扼要介绍了溶胶-凝胶法的工艺原理及影响因素、溶胶-凝胶技术在材料合成方面的应用，物理气相沉积技术制备材料的主要工艺方法，化学气相沉积工艺及其在无机材料制备中的应用等。另外,许多新材料是多物相的、其性能是经过材料中的不同的物相协同优化的复合材料。材料复合技术涉及到的内容非常广泛，包括材料体系、复合方法及其应用等，本章有选择地介绍了有关陶瓷基复合材料、金属陶瓷、水泥基复合材料、碳纤维增强碳复合材料和纳米复合材料等材料复合新技术及新型复合材料方面的内容

一、学科平台课程 1《电工与电子技术》 2《电工与电子技术实验》 3《工程制图 B1》 4《化工原理 1》 5《化工原理 2》 6《化工原理实验》 7《化学实验室安全技术》 二、专业课程 1《高分子材料与工程概论》 2《工程力学》 3《化工制图及 CAD》 4《高分子化学》 5《高分子物理》 6《聚合反应工程》 7《材料科学与工程基础》 8《聚合物合成原理及工艺学》 9《聚合物成型加工原理和设备》 10《聚合物表征与测试》 11《高分子材料与工程专业实验》 三、个性化发展课程 1《功能高分子材料》 2《生物材料》 3《高分子膜材料及应用》 4《高聚物流变学》 5《科技论文写作》 6《化工仪表与自动化》 7《化工设备机械基础》 8《聚合物合成工艺设计》 9《聚合物复合材料》 10《高分子纳米材料》 11《高分子材料专业英语》 12《计算机在工程中的应用》 13《化工安全工程》 14《高分子文献检索及创新进展》 15《创业实践及管理》 四、专业实践环节 1《认识实习》 2《化工原理课程设计 1》 3《化工原理课程设计 2》 4《化工设备机械基础课程设计》 5《高分子材料与工程综合课程设计》 6《生产实习》 7《毕业设计（论文）》

采用溶胶-凝胶法制备纳米粉末TiO2,运用XRD技术对样品进行了表征.以中压汞灯为光源,在圆柱型石英光催化反应器上进行了酸性黑染料光催化反应性能考察.讨论了煅烧温度、空气流量、试液的pH值、光照时间与酸性黑染料光催化降解率的关系.实验结果表明,煅烧温度使TiO2光催化性能得到显著改善.TiO2在400℃煅烧3h,XRD曲线上出现宽化锐钛矿型衍射峰;到500℃,所有晶粒均为锐钛矿型结构,随着煅烧温度升高,晶粒中金红石型含量相应增加;到750℃,粉末中的所有晶粒均为金红石型结构.但是对于同一煅烧温度,煅烧时间不同,晶型不发生变化.煅烧温度为600℃时,TiO2光催化活性最高.在优化实验条件下,光照140min,酸性黑染料光催化降解率达到100%

采用化学复合方法制备出氢氧化镁/氢氧化铝复合阻燃剂.扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪测试表明,复合阻燃剂颗粒表面粗糙,包覆着纳米级氢氧化镁粒子.通过BET测定,比表面积由包覆前的3.7979m2·g-1提高到15.9414m2·g-1.由复合阻燃剂填充的EVA材料,氧指数可达39.0,拉伸强度达10.2MPa,断裂伸长率达180%,较氢氧化铝原料及氢氧化镁和氢氧化铝机械混合样的阻燃性能和力学性能有显著提高.TG和DTA热分析表明,复合阻燃剂可提高复合材料的分解温度和燃烧残留率,能有效地抑制聚乙烯主链裂解,促进基体成炭,增强复合材料的热稳定性

采用高精度微动磨损试验机SRV Ⅳ研究蒸汽发生器传热管材料Inconel600合金在不同位移幅值下的微动磨损行为，分析了位移幅值对摩擦因数和磨损体积的影响.采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察磨损表面和截面的形貌，并用透射电子显微镜对摩擦学转变组织进行观察.结果表明：随位移幅值的增加，摩擦因数和磨损体积逐渐增大，材料的微动行为先后经历以黏着为主的部分滑移区以及滑动为主的完全滑移区；磨损机制也由黏着磨损逐步转变为氧化磨损和剥层磨损的共同作用；微裂纹出现在黏着区域和滑动区域的交界处以及滑动区域内；黏着区氧分布密度和磨痕外基体的相一致，氧化主要发生滑动区域；磨痕亚表层的组织发生了严重的塑性变形，产生纳米化现象，摩擦学转变组织的晶粒尺寸约100 nm，远小于原始组织的15~30μm

电子皮肤作为一种柔性触觉仿生传感器已经广泛地应用于人体生理参数检测与机器人触觉感知等领域。基于金属和半导体材料的传统电子皮肤触觉传感器，由于柔韧性和可穿戴性差，已经难以满足实际使用中对拉伸性、便携性的要求。得益于柔性材料、制造工艺和传感技术的快速发展，近年来聚二甲基硅氧烷、碳纳米管、石墨烯等新材料被用于制备或支撑电子皮肤传感器，使电子皮肤在性能上更趋于人类皮肤。本文分析讨论了电子皮肤新材料以及应用于电子皮肤当中的传感技术，重点总结了近年来电子皮肤在可拉伸/压缩性、生物相容性、生物降解性、自供电性、自修复性、温度敏感性以及多功能集成等方面的研究进展，展望了未来电子皮肤新性能的研究方向以及实现大面积、低成本、多种功能集成电子皮肤传感器阵列的可能途径

研制了一种无机材料构成的验电标识,放置在导线周围,通过电场驱动电子的运动,促进载流子复合,进而使材料发光,从而判断带电情况,其作为验电标识使用非常便捷.选取了氮化镓GaN材料进行研究,以GaN、InGaN等材料为基础,通过溶胶凝胶法、气相外延等方法制备接触层、基片层、材料层等结构,进而获得了验电标识,该验电标识的发光层是具有多量子肼结构的纳米棒阵列.然后对其进行了电学光学性能参数测试,获得了有关特性曲线,通过Ansoft-maxwell有限元软件进行仿真,分析材料在特高压输电线路周围的电场分布,通过试验分析验电标识发光所需求的电磁环境.最后模拟导线现场进行测试.研究表明,该低场致发光特性的验电标识具有发光功耗低,发光明显等优点,其处于所在区域的电场强度达到1.2×106V·m-1以上时,可激发发光,此时所注入电流约为1.1 mA.通过仿真和试验分析可知带电特高压输电线路周围的空间电场强度满足验电标识发光指示的要求,同时空间杂散电流和材料本身的电容效应提供注入电流.该验电标识通过材料本身发光特性来指示带电状态,安装在距离特高压导线轴线13 cm及以内的范围即可实现验电,通过封装具有较好的耐候性能,同时避免了复杂的电路装置验电存在易受电磁干扰,可靠性差等问题

研究了Co掺杂对还原氧化石墨烯(RGO)/Fe3O4复合材料结构、形貌和吸波性能的影响规律.采用一步水热法分别制备RGO/Fe3O4和Co掺杂的RGO/Fe3O4复合材料,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱分析Co掺杂对复合材料的微观形貌、相组成及表面元素价态的影响;利用矢量网络分析仪测定两种复合材料在2~18 GHz频率范围内的相对复介电常数和复磁导率,模拟计算了Co掺杂对RGO/Fe3O4复合吸波性能的影响规律.结果表明:部分Co参与了水热反应生成了CoCO3、Co3O4和Co2O3,还有部分Co以单质形式存在,其通过正负电荷吸引机制,影响Fe3+在氧化石墨烯(GO)表面的配位,使得负载在还原氧化石墨烯(RGO)表面的Fe3O4纳米颗粒部分迁移至RGO片层间;Co掺杂改善了复合材料的导电能力和磁损耗能力,使复合材料的吸波能力显著增强.反射率模拟结果表明:掺杂后与掺杂前相比,当匹配厚度d=2.00 mm时,最大反射损耗提高3.44 dB,有效吸收频带拓宽2.88 GHz;当匹配厚度d=2.50 mm时,最大反射损耗提高8.45 dB,有效吸收频带拓宽2.73 GHz.Co掺杂对RGO/Fe3O4复合材料的结构和形貌有显著影响,并有效改善复合材料的吸波性能

先进的相变储能材料是推动储能技术发展的核心和关键，在促进新能源开发和提高能源利用率中起着至关重要的作用。因在相变过程中具有高储能密度和小体积变化等优势，相变材料中应用最多的是固?液相变材料。然而在其相变过程中会发生固态向液态的转变，为了避免其在液相状态下的泄露，需要加以定形才能使用。多孔基复合相变材料在有效防止固液相变发生泄露的同时，还需兼顾定形复合相变材料传热性能的提升。本文针对这个问题进行了大量的调研，对近年来国内外在提高多孔基定形复合相变材料传热性能方面的研究进行了综合分析，介绍了三种强化传热的方法，分别是使用高导热多孔材料做载体材料、掺杂高导热纳米材料做添加剂以及构筑高导热多级结构多孔材料，并对提升复合相变材料传热性能研究方法的前景作了展望

双极板作为质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的重要组成部件，对电池堆的重量、体积、效率、耐久度、成本起着决定性作用。目前，金属板与石墨板电堆制备技术相对成熟，已经广泛应用于商用车、乘用车领域，但复合双极板的生产制造因原料配方未完全实现国产化、无法大批量流水线生产、成本较高等在我国仍未大批量投入市场，寻找低成本的原材料、优化原料配比及加工条件、缩短加工周期对复合双极板的产业化具有重要意义。本文首先比较了金属双极板、石墨双极板和复合双极板的特点，介绍了复合双极板的模压工艺及优点，然后概述了碳基复合材料模压双极板的研究进展，包括以酚醛树脂、环氧树脂和乙烯基酯树脂等热固性树脂为黏结剂的树脂/石墨复合双极板和炭黑、碳纤维、碳纳米管增强复合双极板，重点总结了原料种类、配比和成型工艺条件对双极板性能的影响，最后梳理了复合双极板的产业化现状，提出国内外主要双极板研发企业面临的问题，并对复合双极板的发展方向进行了展望