基于碳纳米管复合纤维预制体的复合材料结构和性能-论文.pdf

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1、固体火箭技术第37卷第4期JournalofSolidRocketTechnologyVo1．37No．42014基于碳纳米管复合纤维预制体的复合材料结构和性能①王柏臣，周高飞，蔡安宁，高禹，任荣，刘思扬(1．沈阳航空航天大学辽宁省通用航空重点实验室，沈阳110136；2．沈阳航空航天大学航空航天工程学部，沈阳110136)摘要：通过合成碳纳米管(CNTs)上浆剂、制备纳米复合纤维预制体、RTM成型和固化等工艺过程，将CNTs引入到连续纤维增强环氧树脂复合材料中。采用万能电子试验机、动态力学分析仪(DMA)、扫描电镜等分析测试手段，对混杂多尺度复合材料的弯曲性能、层间剪切

2、强度、玻璃化转变温度()和微观结构进行测试和表征。结果表明，与不合CNTs的复合材料相比，引入CNTs的混杂多尺度复合材料的弯曲性能和层间剪切强度均提高50％以上。混杂多尺度复合材料的玻璃化转变温度提高至200℃。复合材料断口的扫描电镜观察表明，CNTs复合表面涂层处理能够松弛玻璃纤维增强体表面的应力集中，通过“桥联”作用提高了CNTs混杂复合材料的力学性能。关键词：碳纳米管；纳米复合预制体；混杂多尺度；“桥联”作用中图分类号：V258文献标识码：A文章编号：1006．2793(2014)04—0578—05DoI：10．7673／j．issn．1006．2793．201

3、4．04．028Investigationonstructureandpropertiesofcompositesbasedoncarbonnanotubes—containingpreformWANGBai．chen，，ZHOUGao．fei，CAIAnning，GAOYu，RENRong，LIUSi．yang(1．LiaoningKeyLaboratoryofGeneralAviation，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China；2．FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangA

4、erospaceUniversity，Shenyang110136，China)Abstract：Thehybridmuhisealecompositeswerefabricatedviapreparingcarbonnanotubes(CNTs)一containingsizingandnanocompositepreformfollowedbyresintransfermolding(RTM)processing．Theflexuralproperties，interlaminarshearstrength(ILSS)，glasstransitiontemperatur

5、es()andmicrostrctrueofthehybridcompositescontainingvaryingscalereinforcementsweremeasuredandcharacterized，respectively．Itisdemonstratedthat，comparedtotheprimaryspecimen，theflexuralpropertiesandILSSofpreformspecimenincreasemorethan50％duetotheincorporationofCNTs，andofthehybridcompositesisup

6、to200oC．Re—ductioninthestressconcentrationonthesurfaceofglassfiberinducedbyCNTsreinforcedepoxycoatingisshowninscanningelec—tronmicroscopy(SEM)ofthefractureofCNTshybridcompositestoidentifythebridgingmechanismforimprovingthemechanicalproperties．Keywords：carbonnanotuhes；nanocompositepreform；

7、hybridmuhiscale；bridgingmechanism0引言层间剪切强度等力学性能及热性能仍需进一步提高。连续纤维增强环氧树脂复合材料具有优良的耐碳纳米管(CNTs)具有优异的物理性能和电性能，可广热、耐化学腐蚀及强度高、轻量化等优异力学性能和物泛应用于微电子、航空航天等领域。把碳纳米管引理性能，广泛应用于航空、航天、船舶等领域，在飞机、入传统纤维增强聚合物基复合材料，构建CNTs混杂多太空飞船以及其他工业应用中发挥着重要作用⋯。为尺度复合材料是实现复合材料低成本、高性能的有效适应科学技术的快速发展，传统复合材料的