基于碳纳米管界面改性的碳纤维复合材料抗γ辐射性能研究

论文摘要

为研究碳纳米管（CNTs）界面改性对碳纤维/环氧复合材料（CF/EP）抗辐照性能的影响,采用电泳沉积法将CNTs引入到CF/EP界面区域（CF-CNTs/EP）中,然后分别对CF/EP和CF-CNTs/EP进行γ射线辐照处理（γ-CF/EP和γ-CF-CNTs/EP）,并对复合材料的力学性能、热学性能、耐疲劳性能和官能团变化等特性进行分析。结果表明:由于CNTs的存在,γ-CF-CNTs/EP的储能模量、玻璃化转变温度、弯曲强度和弯曲模量分别比γ-CF/EP高7. 8 GPa、4. 53℃、280 MPa和19. 2 GPa;γ-CF-CNTs/EP的耐疲劳性能优于γ-CF/EP; XPS测试发现γ-CF-CNTs/EP内部C-C键的含量急剧减少10. 88%,C-N键和C-O键的含量分别增加5. 97%和4. 44%,而γ-CF/EP无明显变化。结合断面形貌分析和裂纹扩展模型,讨论了CNTs增强复合材料抗γ射线辐射的微观结构和增强机制。以上结果证实,CNTs界面区域改性可以有效提升CF/EP的抗辐射性能。

论文目录

• 0 引言
• 1 实验
•   1.1 实验原料
•   1.2 材料预处理
•   1.3 电泳沉积碳纳米管到碳纤维表面
•   1.4 复合材料的制备
•   1.5 γ射线辐照
•   1.6 表征方法
• 2 结果与讨论
•   2.1 纤维表面形貌
•   2.2 复合材料辐照前后表面和内部官能团的变化
•   2.3 复合材料辐照前后的热稳定性分析
•   2.4 复合材料辐照前后的动态机械热性能变化
•   2.5 复合材料的弯曲性能及疲劳性能分析
•   2.6 复合材料疲劳测试后内部损伤的探测
•   2.7 复合材料的断面形貌分析
•   2.8 模拟CNTs增强复合材料抗辐射性能的机制
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 闫民杰,刘梁森,陈莉,刘丽研,荆妙蕾,徐志伟,姜亚明,傅宏俊

关键词: 复合材料,抗辐射,碳纳米管,界面改性,碳纤维

来源: 材料导报 2019年24期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 有机化工,材料科学,航空航天科学与工程

单位: 天津工业大学纺织学院先进纺织复合材料教育部重点实验室

基金: 国家自然科学基金(11575126,U1533123),天津市自然科学基金(16JCYBJC17700)~~

分类号: V258.3;TQ327.1;TB33

页码: 4174-4180

总页数: 7

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