用多壁碳纳米管/氧化石墨烯增强的预包装材料的间层性质

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物复合材料 聚合物复合材料
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 复合材料提供出色的强度与重量比,对于航空航天应用至关重要.
• 基于树脂的复合材料的一个主要限制是弱的界面粘合,阻碍了整体性能.
• 纳米强化为克服这些界面挑战提供了一个有希望的策略.

研究的目的:

• 为了研究纳米增强颗粒对CFRP复合材料间层切割强度 (ILSS) 的影响.
• 评估多壁碳纳米管 (MWCNTs) 和石墨烯氧化物 (GO) 对复合材料性能的个人和协同效应.
• 了解加强CFRP中的裂纹传播机制.

主要方法:

• 使用融混合与分散的纳米强化颗粒制备CFRP预料.
• 使用扫描电子显微镜 (SEM) 进行复合微观结构的表征.
• 测量复合材料的层间剪切强度 (ILSS).

主要成果:

• 在树脂中分散MWCNT增加了CFRP的ILSS约23.6%.
• MWCNTs通过裂偏移和拉出机制阻碍了裂的传播.
• 混合MWCNTs和GO (每种0.5%重量%) 导致协同增强,通过形成网状结构和改善GO分散,将ILSS从55.6MPa增加到68.7MPa.

结论:

• 纳米增强,特别是MWCNT和GO混合物,有效地改善了CFRP复合材料的界面粘接和ILSS.
• 联合使用MWCNT和GO表明了协同效应,超过了单个贡献.
• 了解裂传播机制,可以了解聚合物复合材料的硬化策略.