舆论纲要：贯串碳纳米管纤维制备及其树脂复合体制界面个性接洽

进步复合资料是人民财经与国防树立具备比赛上风的来源。跟着科学本领的超过，复合资料博得日新月异的兴盛。暂时，以碳纤维（CF）巩固的树脂基复合资料为代办的进步复合资料以其分量轻、力学本能崇高、构造运用功效高在宇航航天、交通输送等范围获得普遍运用。但是，用碳纳米管（CNT）纤维巩固的复合资料被觉得是新一代的进步复合资料。与碳纤维复合资料（CFRP）比拟，具备密度更低，强度和模量更高，兼具电、热、磁等崇高功效个性，惹起了国表里的莫大关心。所谓碳纳米纤维是将碳纳米管沿简单目标无序陈设产生的直观丝束。妇孺皆知，碳纳米管是迄今为止强度和模量最高的轻质资料。所以，发展贯串碳纳米管纤维及其复合资料的本领普通接洽具备要害的表面意旨与适用价格。正文开始对准CNT纤维的贯串制备本领发展了接洽，鉴于阵列纺丝本领，体例地参观了贯串CNT纤维制备进程中对其本能感化的两大成分：工艺参数与本征构造参数；揭穿了管壁数、纤维直径、捻角、CNT委曲水平等对CNT纤维力学本能的感化顺序，创造CNT纤维力学本能随捻角变革表露双峰个性；精确了可赢得最好纺丝功效的拉伸与加捻速率之比，提出了欲赢得力学本能崇高的纤维，CNT应具备少壁、超长、高取向等个性，这为制备纤维纺丝阵列指领会兴盛目标。这一功效为CNT纤维纺丝工艺优化与宁静贯串制备供给了表面与试验引导。为了普及纤维的本能，兴盛了在管间浸入溶剂与会合物、以及高温碳化等巩固本领。在洪量试验的普通上，深刻体例地比较领会了纤维内CNT间辨别浸入各别溶剂与会合物对CNT纤维力学的巩固功效与效率体制。接洽表白，在阵列纺丝中溶剂浸湿可灵验地使CNT纤维精致化，进而可一致普及强度300-500 MPa。会合物引入不只可使纤维精致化，并且管间界面粘结本能巩固，使纤维强度进一步普及。更加是沿用PI和BMI动作管间巩固剂，纤维强度可冲破2.0 GPa，最高可宁静到达2.3 GPa，模量也达110 GPa。在此普通上，从而参观了CNT纤维/树脂界面构造个性，初次沿用动静模量成像法表征与领会了CNT纤维/树脂界面形貌与界面厚薄。试验创造，CNT纤维/树脂和CF/树脂的界面均表露出不平均的“河道状”形貌，而且界面厚薄均在百纳米的量级；与CF/树脂体制比拟，CNT纤维/树脂界面形貌更为不准则，界面厚薄更大，这与加捻CNT纤维的外表形貌和树脂浸入CNT纤维上层相关。接洽表白，CNT纤维/树脂界面相由耗费模量表征，而CF/树脂界面相则由储能模量表征更为符合。为进一步参观CNT纤维/树脂界面粘结个性，创造与完备了一套单纤维复合体制屡次断裂法考查体例，典型了关系考查前提与操纵参数，处置了制样中脆性纤维易断等本领困难，保护纤维预加张力定量可控和试样间固化状况共性。从而应用该本领接洽了各别典型CNT纤维/树脂界面粘结强度与妨害特性，并与CF/树脂界面粘结本能和妨害特性举行了比较领会。试验表白，CNT纤维自己构造、纤维加捻观点及树脂浸湿固化状况等均对CNT纤维/树脂界面粘结本能爆发感化；CNT纤维断裂时断点数随应急减少，其增长速度表露先快后慢特性，最后饱和断点数要宏大于CF/树脂复合体制断点数。这证明CNT纤维在界面载荷传播上与CF有分别。同声，在CNT纤维与CF搀杂复合体制断裂妨害特性接洽发展了有意旨的革新性探究。结果，在洪量单纤维复合体制屡次断裂考查的普通上，从表面的观点进一步参观纤维断裂时的应力散布状况，再不更好地比较领会CNT纤维与CF的断裂特性，鉴于Abaqus软硬件兴盛了单纤维/树脂复合体制断裂进程数值模仿本领，实行了其在拉伸载荷效率下应力传播进程的数值模仿。应用该模仿本领，参观了简单CNT纤维/树脂复合体制纤维断裂个性与断口应力散布状况，并与简单CF/树脂复合体制断裂进程特性举行了比较领会。数值模仿表白，与CF/树脂体制比拟，CNT纤维/树脂单纤维复合体制的断点数更多，基体剪切变形更大；CNT纤维本能普及，断点数缩小；所计划的截止与试验截止不妨比拟好的符合，所创造的数值模仿本领希望用来CNT纤维复合资料力学本能的猜测与领会。 正文接洽的CNT纤维及其复合体制是一种新兴资料，纵然接洽处事是发端的，但其接洽截止对控制和安排高本能CNT纤维及复合资料巩固本领有特殊要害的引导意旨。