环氧/石墨烯纳米板块 (GNP) 纳米复合材料:关于拉伸,压缩和热性能的实验研究
Mahmuda Akter1,2, Huseyin Ozdemir3, Kadir Bilisik1,4
1Nano/Microfiber Preform Design and Composite Laboratory, Department of Textile Engineering, Faculty of Engineering, Erciyes University, Talas, Kayseri 38039, Turkey.
将石墨烯纳米板块 (GNPs) 添加到环氧体中可以提高抗拉强度和导热性. 然而,较高的GNP度会降低压力强度,因为塑料产量和环氧/GNP纳米复合材料的断裂.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 环氧树脂是具有广泛应用的多功能聚合物.
- 石墨烯纳米板块 (GNP) 为材料增强提供了独特的特性.
- 了解GNP对环氧矩阵特性的影响对于先进的材料开发至关重要.
研究的目的:
- 实验性地研究环氧/石墨烯纳米板块 (GNP) 纳米复合材料的机械和热性能.
- 为了评估不同GNP重量百分比 (0.1,0.2,0.3重量%) 对环氧矩阵性能的影响.
- 分析在拉力和压力负荷下故障机制.
主要方法:
- 在三种不同的重量比率下制造环氧/GNP纳米复合体标本.
- 拉伸强度,模量和压力强度的实验测试.
- 使用已确定的方法评估导热率.
- 对断裂表面进行显微镜检查,以确定故障模式.
主要成果:
- 拉力强度和拉力模量随着GNP的增加而增加,这是由于裂的偏移和表面积的增加.
- 压力强度随着GNP含量增加而下降,这归因于塑料产量和轴分裂.
- 导热率显著改善,与纯环氧相比,GNP的0.3%重量增加了20.92%,比纯环氧.
- 故障分析显示了明显的拉力 (偏移的裂,状骨折) 和压力 (曲的曲,轴向分裂) 模式.
结论:
- 环氧/GNP纳米复合材料表现出增强的拉伸性能和导热性.
- 添加GNP会影响故障模式,从而导致损坏耐受性.
- 优化GNP含量是必要的,以平衡机械和热性能,特别是在压缩应用.
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