喷射型3D打印磷酸镁水泥基材料电磁防护性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51908182
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0805.工程材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Electromagnetic protection are highly demanded in the security fields of medical, information, health and military. Cement based materials that are endowed with electromagnetic absorbing functions can be coated on the construction surface to achieve the rapidly electromagnetic protection goals. The traditional cement based materials with the function of electromagnetic protection can hardly meet the design requirements of wide frequency regions, high absorbing ability and excellent bonding property at the same time, which greatly decrease the electromagnetic protection effect and its application prospect. Based on the characteristics of high early strength and excellent bonding strength of magnesium phosphate cement, combined with nano ferrite absorbing materials, low density porous wave-transmitting materials and metakaolin like performance regulating materials, sprayed 3D printing magnesium phosphate cement with the function of electromagnetic protection (MPC-EA) has been developed in this project. The optimization and evaluation methods of MPC-EA are proposed according to the studies of the pumping, spraying and constructing properties of the material. The variation patterns and influencing factors of electromagnetic absorbing and mechanical properties of MPC-EA are studied, and the reaction mechanism of electromagnetic performance of MPC-EA is proposed. With optimization of the electromagnetic performance of MPC-EA in each layers, functionally graded MPC-EA composite structure with gradually changing impedance is developed. The principle of optimal design and reliability evaluation method of electromagnetic protection of MPC-EA are established. This project has important theoretical value and practical significance on the electromagnetic protection of civil and military fields.
医疗、信息、健康和军防安全等领域对电磁防护有重大需求,赋予水泥基材料电磁吸波功能并涂覆建筑结构表层可达到对其快速电磁防护的目的。传统水泥基电磁防护材料很难同时满足宽频段、高吸收和高粘结的设计要求,影响其电磁防护效果和应用前景。项目利用磷酸镁水泥快硬早强、高粘结特性,通过复合纳米铁氧体吸波材料、轻质多孔透波材料和偏高岭土性能调节材料,研发适用于喷射型3D打印具有电磁吸波功能的磷酸镁水泥基材料(MPC-EA)。研究MPC-EA的可压送性、可喷出性和可建造性,提出MPC-EA可打印性优化与评估方法;研究喷射3D打印MPC-EA吸波效能和力学性能的变化规律及其影响因素,提出MPC-EA电磁性能和凝结硬化反应机理;优化不同打印层材料电磁性能,研制阻抗渐变的功能梯度MPC-EA复合结构,建立MPC-EA电磁防护的优化设计原理及其可靠性评价方法。项目在民用和军用电磁防护领域具有重要理论价值与实践意义。

结项摘要

建筑电磁防护采用人工涂敷水泥基电磁吸波材料,存在精度低、效率低、电磁防护效果差等问题。项目自主研制了可喷射3D打印型水泥基电磁吸波材料,揭示了设备参数对水泥基材料打印性能的影响规律,建立了喷射3D打印水泥基材料优化评估方法。采用水含量分析方法、CT切片扫描技术以及微观形貌表征方法,揭示了喷射3D打印水泥基材料的凝结硬化机理。基于最大阻抗匹配和电磁吸波机理,建立了水泥基电磁吸波材料与结构一体化设计方法,有效解决了传统电磁吸波材料单一阻抗匹配频带窄、效能低等问题。项目成果丰富了电磁防护工程建造方法,为喷射3D打印技术性能评估、力学性能提升机理分析以及电磁吸波结构设计提供了技术支撑和理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(3)
低应变率荷载作用下梯度泡沫铝的力学性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘雄飞;和西民
  • 通讯作者:
    和西民
Shrinkage and mechanical properties optimization of spray-based 3D printed concrete by PVA fiber
PVA 纤维喷射型 3D 打印混凝土的收缩和力学性能优化
  • DOI:
    10.1016/j.matlet.2022.132253
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    Materials Letters
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Xiongfei Liu;Qi Li;Jixiang Li
  • 通讯作者:
    Jixiang Li
Plain Concrete Prisms Externally Strengthened by CFRP Bonded with Graphene Oxide-Modified Magnesium Phosphate Cement
氧化石墨烯改性磷酸镁水泥粘结 CFRP 外部加固素混凝土棱柱
  • DOI:
    10.1061/(asce)mt.1943-5533.0003134
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Materials in Civil Engineering
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Xiongfei Liu;Yue Li
  • 通讯作者:
    Yue Li
Electromagnetic wave absorption performance of magnesium phosphate cement functionalized by nano-Fe3O4 magnetic fluid and hollow glass microspheres
纳米Fe3O4磁性流体和空心玻璃微珠功能化磷酸镁水泥的电磁波吸收性能
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2020.120771
  • 发表时间:
    2020-12-30
  • 期刊:
    CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Ma, Guowei;Zhang, Yuxiao;Liu, Xiongfei
  • 通讯作者:
    Liu, Xiongfei
Mechanical Performance Optimization in Spray-Based Three-Dimensional-Printed Mortar Using Carbon Fiber
使用碳纤维的喷涂三维打印砂浆的机械性能优化
  • DOI:
    10.1061/(asce)mt.1943-5533.0004587
  • 发表时间:
    2023-02-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS IN CIVIL ENGINEERING
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Liu, Xiongfei;Li, Jixiang;Hou, Gunayu
  • 通讯作者:
    Hou, Gunayu

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其他文献

混凝土加固植筋技术研究进展
  • DOI:
    10.13731/j.issn.1000-4726.2017.03.023
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    建筑技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李悦;张国胜;刘雄飞
  • 通讯作者:
    刘雄飞
高分辨率多光谱的芦山地震次生地质灾害遥感监测与评估
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王福涛;王世新;周艺;王丽涛;阎福礼;李文俊;刘雄飞
  • 通讯作者:
    刘雄飞
用MPC黏结CFRP布约束混凝土柱轴压试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    北京工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李悦;白伟亮;施同飞;刘雄飞
  • 通讯作者:
    刘雄飞
氧化铝生产的蒸发过程故障检测仿真研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    计算机仿真
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李根;刘雄飞;胡志坤
  • 通讯作者:
    胡志坤
临床试验尿液成瘾药物筛查探讨
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国临床药理学杂
  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘雄飞;许俊羽;赵 侠;周 颖;崔一民
  • 通讯作者:
    崔一民

其他文献

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刘雄飞的其他基金

超表面水泥基多孔梯度材料电磁吸波机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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