【摘 要】
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石墨烯柔性复合材料通常具有独特的纳米结构和物理化学性能,将此种复合材料用作航空传感器最合适不过,柔性传感器在飞机机身结构损伤和机身蒙皮等检测方面有着广泛的应用前景。然而,传统柔性传感器的应用领域较为专一,无法满足未来飞行器对材料结构功能一体化、多功能等方面的需求。因此,研究新型柔性复合材料的开发使其更好地应用在航空检测领域显得尤为重要。本文通过提高导电填料石墨烯在基体中的分散性以及改善复合材料的结
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石墨烯柔性复合材料通常具有独特的纳米结构和物理化学性能,将此种复合材料用作航空传感器最合适不过,柔性传感器在飞机机身结构损伤和机身蒙皮等检测方面有着广泛的应用前景。然而,传统柔性传感器的应用领域较为专一,无法满足未来飞行器对材料结构功能一体化、多功能等方面的需求。因此,研究新型柔性复合材料的开发使其更好地应用在航空检测领域显得尤为重要。本文通过提高导电填料石墨烯在基体中的分散性以及改善复合材料的结构,制备出四种复合材料,通过对它们进行力学性能、电学性能等测试,解决了传统航空传感器灵敏度低和无法与机身完美贴合的问题,并探究了其在航空领域的应用价值。本文用硅烷偶联剂对石墨烯表面进行处理,使得石墨烯能够均匀分散在丙酮溶剂中。改性石墨烯薄膜导电性能良好,在高应变情况下,灵敏度可高达211.08;并且在30000s多次的卸负载测试中保持优良的稳定性;在88℃以上,电阻变化率随温度的改变斜率为5.972。改善复合材料的结构从而提高传感器灵敏度,本文提出互锁结构,通过有效提升界面结构的可压缩性从而达到高灵敏的效果。导电填料为改性石墨烯的互锁结构传感器在1.299KPa负载下的灵敏度为6.885KPa-1;在89℃以上,电阻变化率随温度的改变斜率为6.12。综上所述,本文制备的基于石墨烯的航空复合材料有望在飞机结构损伤检测、蒙皮夹层等方面得到应用,其在航空领域具有广阔的应用前景。
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