【摘 要】
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迈入21世纪以来,复合材料因其在刚度,比强度,模量等各方面披露出的性能优势于传统材料,使其应用日趋广泛。其中,基于环氧树脂的碳纤维复合材料由于其良好的刚性,高的比强度,优异的比模量而备受关注,且在太空、交通、飞机、机械、能源、军事、医学以及体育运动等各领域之中应用广泛。但碳纤维材料因受到其本身表面光滑,惰性大,树脂润湿性差等特点,导致与环氧树脂成型后的复合材料,有着耐冲击性差,脆性大等劣势。在一定
【基金项目】
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国家自然科学基金（51763016）； 江西省创新驱动“5511”工程科技创新人才项目（20165BCB18012）；
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迈入21世纪以来,复合材料因其在刚度,比强度,模量等各方面披露出的性能优势于传统材料,使其应用日趋广泛。其中,基于环氧树脂的碳纤维复合材料由于其良好的刚性,高的比强度,优异的比模量而备受关注,且在太空、交通、飞机、机械、能源、军事、医学以及体育运动等各领域之中应用广泛。但碳纤维材料因受到其本身表面光滑,惰性大,树脂润湿性差等特点,导致与环氧树脂成型后的复合材料,有着耐冲击性差,脆性大等劣势。在一定程度上,限制了该种复合材料的发展应用。旨在于突破这一枷锁的科研工作者,开始着眼于在复合材料中加入无机粒子。由此可见,无机粒子对复合材料的改性作用,对于许许多多的领域,都有着重要的意义。本文主要进行无机微/纳米粒子改性环氧树脂基碳纤维复合材料面内剪切的研究。具体研究工作项目如下:首先,为了让无机微/纳米粒子在环氧树脂中实现匀质分散,我们采用了两种分散方式:高速剪切仪机械剪切和双频数控超声波震荡;随后通过真空辅助树脂传递模塑成型工艺（VARTM）,制备了铺层角度为[±45°]ns叠层铺层无机微/纳米粒子改性环氧树脂基碳纤维复合材料样件。随后,为了研究环氧树脂基碳纤维复合材料的面内剪切性能,采用[±45°]ns铺层试样轴向拉伸试验,利用MTS Landmark电液伺服系统对不同含量的微/纳米氧化铝、二氧化硅、纳米级单层氧化石墨烯和纳米级多壁碳纳米管改性环氧树脂基碳纤维复合材料进行轴向拉伸试验及通过扫描电子显微镜试样的破坏断面。结果表明:当微/纳米级氧化铝、二氧化硅的含量均在1wt%时,各个复合材料面内剪切性能均达到最佳;而当纳米单层氧化石墨烯、多壁碳纳米管的含量均在0.3wt%时,两种复合材料面内剪切性能均达到最佳,再对面内剪切性能结果和断口扫描图像进行综合分析,分析微/纳米级无机粒子改性环氧树脂基碳纤维复合材料的机理。
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