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碳纳米管(CNT)纤维是一种新型的碳素材料，由定向排列的CNT按特定方式纺织而成，可用作增强材料、人造肌肉等，在工程领域具有广泛的应用前景。但是由于受到制备工艺等因素的限制，CNT纤维尚未展现出单根CNT的超高模量和强度。因此，有必要对CNT纤维进行基础研究，为改善其力学性能提供理论指导。本文从以下几个方面对CNT纤维的拉伸以及界面性能进行研究。(1)对CNT纤维进行了轴向单次拉伸和循环拉伸测试。发现在不同拉伸应变率下，CNT纤维具有不同的拉伸模量、强度和断裂应变。根据拉伸应力-应变曲线，并结合纤维断口的扫描电镜图片，研究了CNT纤维的变形与断裂过程，讨论CNT纤维微观结构演变及断裂机理。(2)对由两根、三根、四根、五根和六根CNT纤维捻成的CNT线进行轴向拉伸测试，研究了相同拉伸应变率下不同CNT线的载荷-位移曲线，并分析了CNT线的拉伸模量、拉伸强度及断裂应变与纤维根数的关系。此外，根据不同拉伸应变率下CNT线的载荷-应变曲线，并结合线断口的扫描电镜图片，研究了CNT线在不同拉伸应变率下的断裂机理。(3)基于微拉伸测试系统开发适用于微滴包埋实验的夹具，测量了CNT纤维与聚合物基体间的界面结合强度。根据CNT纤维与丙烯酸树脂(PAA)之间的界面脱粘载荷-位移曲线，分析了最大脱粘载荷与纤维包埋深度的关系。并且，在有限元软件ABAQUS中，建立了相应的有限元模型。在最大脱粘载荷的数值模拟结果与实验数值吻合的基础上，利用内聚力单元分析了界面裂纹的形成与扩展过程，并给出了不同裂纹扩展长度下界面剪切应力的分布情况。此外，分析了材料固化后降温阶段产生的热残余应力对界面粘结强度的影响，给出了热残余应力在界面的分布情况，并讨论了基体与纤维之间热膨胀系数差异的影响。最后，讨论了不同界面内聚力参数对CNT纤维复合材料脱粘行为的影响。本文的主要意义体现在研究了CNT纤维在拉伸过程的变形与断裂机理，分析了纤维与基体间的界面结合强度，并且讨论了多因素对界面强度的影响，为CNT纤维的制备与应用提供有价值的参考。