新型陶瓷纤维复合材料由短切氧化硅纤维及其胶合物经高温烧结得到的一种轻质多孔材料, 材料微观结构特性直接影响着宏观结构特性和功能特性。 该类材料的孔隙度分布在84%~95%之间, 微观孔径主要集中在100 μm范围内, 偶尔有少量纳米孔。 陶瓷纤维复合材料以其耐高温、 低密度、 高比强和抗烧蚀等优异性能在超高声速飞行器外层隔热部件得到应用, 但该类材料可能因为制作和装配的工艺水平等因素出现夹杂、 孔洞甚至大面积脱粘等现象。 由于陶瓷纤维复合材料结构与应用场景的特殊性使得常规的无损检测手段效果不佳, 而太赫兹(THz)技术作为一种新兴的无损检测技术, 在该类材料的无损检测具有很大的潜力, 可与常规检测技术形成互补。 针对陶瓷纤维复合材料构件粘接层缺陷检测问题, 研究了太赫兹时域信号和太赫兹层析成像方式对缺陷定位方法。 基于太赫兹时域光谱(THz-TDS)无损检测技术获取和对比试样中有粘接层缺陷和粘接层完好位置的时域波形的波形峰值和相位差异, 并经过反卷积滤波技术对时域波形进行处理, 定性分析时域波形与粘接层缺陷特性的关系, 宏观判断缺陷存在; 通过对太赫兹波段陶瓷纤维复合材料光学参数提取测定太赫兹波段的平均折射率为1.028, 进而分析粘接层缺陷的深度和厚度分别为18.4和0.28 mm, 与预置缺陷真实深度和厚度相比准确度分别为92%和90%。 但由于通过时域信号提取的平均折射率会给粘接层缺陷位置分析造成误差, 因此以太赫兹层析成像方式进一步估计缺陷的位置, 分析了太赫兹层析成像噪声来源以及对成像质量的影响并采用了双边滤波对层析成像降噪滤波, 基于太赫兹层析成像技术建立了位置评估模型, 获取了粘接层缺陷的厚度为0.26 mm, 较预置缺陷厚度的准确度为96%, 有效地完善了太赫兹检测技术对缺陷定位的形式, 实现了陶瓷纤维复合材料构件的粘接层缺陷的高精度定位表征。

当今各种纳米材料在液晶显示和非显示应用方面已显示出非凡潜力。其中，碳纳米管与液晶分子同具各向异性几何外形，更容易分散到液晶中，稳定性更强。本文简要综述了近年来碳纳米管/液晶复合材料的研究进展，首先介绍了碳纳米管与液晶材料的基础概念与分类，讲述了将碳纳米管分散到液晶中常用的3种方法，讨论了碳纳米管对液晶材料相变温度、光学性能、电导率、介电性质与力学性能等物理性质的影响，最后介绍了碳纳米管/液晶复合材料在致动器、传感器、手写板、高强度材料等领域的应用。对碳纳米管/液晶复合材料制备、性能与应用研究的认识，将有助于探讨碳纳米管与液晶分子间相互作用导致改善液晶热、介电、电光、力学等物理性质的确切机制，为未来相关应用的实现奠定了基础。

随着节能号角的吹响，具有动态调节透光率的智能窗在高能耗建筑星罗棋布的今天显得尤为重要。液晶/高分子复合体系因其优异的外场响应性能和良好的加工性能在智能窗用调光膜领域具有广阔的应用前景。根据调节机制的不同，液晶/高分子复合调光膜可分为电控、温控、力控、光控调光膜等。其中，电控调光膜和温控调光膜因其控制方法简单、易于实现实际应用而备受青睐。近年来通过将液晶调光膜与太阳能电池结合这类新兴技术的发展，有望推进建筑领域的绿色智能革新。本文根据目前智能窗用液晶/高分子复合体系的研究情况，总结了聚合物分散液晶、聚合物稳定液晶、聚合物分散与稳定液晶共存体系、聚合物网络液晶、聚合物墙稳定液晶的微观结构和响应机理，对其研究进展及与其他新兴技术的结合应用进行了综述。最后，对智能窗的未来发展趋势进行了简要展望。

近零等效介电常数超材料以其近乎等于零的等效介电常数所赋予的电磁特性使其在理论研究和工程应用中均有可观的价值，是电磁超材料领域研究热点之一。本文系统总结了为了解决现有近零介电常数超材料工作频率单一的不足，以等效介质理论的Bergman-Milton谱表述理论为基础，结合超材料典型微观结构等效介电常数谱表述的特点，建立宽频近零介电常数超材料的谱表述理论，并以此为基础设计具有宽频近零介电常数超材料的研究成果。理论上，对超材料的材料特性和微观结构特性抽象化，实现了对具备超晶格构型的宽频近零介电常数超材料的快速建构，解释了宽频近零介电常数的物理原理，并获得了数值模拟的验证。同时，在应用方面，根据宽频近零介电常数超材料的物理特性，突出展示了所设计的宽频近零介电常数超材料在宽频电磁隧穿与聚焦、宽频电磁波定向发射、宽频电磁波波前调制等方面的应用。