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Smart Multifunctional Composites Enabled by Ferromagnetic Microwires

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Multifunctional composites Ferromagnetic microwires Structural health monitoring
Microwave absorption Effective permittivity

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通用高分子材料

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Thelasttwodecadeshavewitnessedintensivestudiesontheferromagneticmicrowiresworldwide.Recentattentionhasturnedtothedevelopmentofinnovativematerialsandcompositesderivedfromthesemicrowires.Throughincorporatingevenextremelylowconcentrationofmicrowires(一0.05vol%),theresultantcompositeexhibitsamultitudeoffunctionalitieswhicharedesirableforarangeoftechnologicalapplications.Thispapersamplesseveralcasestudiesoftheongoingresearchonmicrowirecompositesfromsynthesistostructuralandpropertyevaluationwithafocusonthemulti-functionalitiespresentedinthesemicrowire-composites.Startingwithanintroductionofmultifunctionalcompositesandthetheoriespertinenttothemultiplefunctionalitiesofmicrowirecomposites,adetaileddescriptionoffabricationmethodsofmicrowirecompositesisgivenwithacomparisonofdifferentprocessingtechniques.Twofundamentaleffects,namely,giantmagnetoimpedance(GMI)andstress-impedance(GSI)effectsofmicrowirecompositesarediscussedinrelativetothemonolithicmicrowires.Microwavetunablepropertiesandassociatedpeculiaritiesofelectromagneticspectraareanalysedinthepresenceoflow(一300e)andhighmagneticfield(uptoIkOe)andstressfield.Theferromagneticwirecompositeshavealsobeenshowntopossessmetamaterialcharacteristicsandmicrowaveabsorptioncapability.Withadiscussionontheunderlyingphysicsoftheinfluenceofcompositearchitecturesuchasmaterialparametersofmicrowiresandmicrowireperiodicityontheperformanceofresultantcomposites,usefulinsightsareprovidedforaneffectivedesignofsmartcompositesforspecificengineeringapplicationssuchasstructuralhealthmonitoring,stresssensing,invisiblecloaking,microwaveabsorptionapplications.

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2013-06-21 15:21:46

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