碳纤维-碳纳米管增强相的构筑及其三相复合材料力学性能 |
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引用本文: | 白家设,张超,沈燕,雷蒙,施煜楠,戴吉,邱军.碳纤维-碳纳米管增强相的构筑及其三相复合材料力学性能[J].材料工程,2023(10):178-187. |
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作者姓名: | 白家设 张超 沈燕 雷蒙 施煜楠 戴吉 邱军 |
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作者单位: | 1. 中电建路桥集团有限公司;2. 江苏宏远科技工程有限公司;3. 同济大学材料科学与工程学院;4. 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室 |
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摘 要: | 利用化学接枝的方法成功将碳纳米管(CNT)-聚醚酰亚胺(PEI)接枝到碳纤维(CF)表面,构筑CF-g-CNT增强相。结果表明,CF-g-CNT纤维的构筑可以有效地改善复合材料的界面、抗冲击和弯曲性能。考虑增强相对复合材料力学性能的影响,与双马来酰亚胺(BMI)复合后形成的CF-g-CNT/BMI复合材料的界面剪切强度、冲击强度、弯曲模量和弯曲强度分别较CF/BMI提高48.8%,10.8%,5.2%和14.6%;CF-g-CNT/BMI-PEI-CNT复合材料的界面剪切强度、冲击强度、弯曲模量和弯曲强度分别较CF/BMI-PEI-CNT提高56.9%,27.1%,12.5%和16.1%。综合考虑基体相和增强相对复合材料力学性能的影响,CF-g-CNT/BMI-PEI-CNT复合材料的界面剪切强度、冲击强度、弯曲模量和弯曲强度分别较CF/BMI提高57.7%,33.7%,20.0%和23.7%。CF-g-CNT中CNT-PEI可以有效地改变复合材料界面构成,改变界面处水平应力和垂直应力的扩展路径,有效避免应力集中,进而提高复合材料的力学性能。
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关 键 词: | 碳纳米管 碳纤维 化学接枝法 力学性能 |
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