碳納米纖維-環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料自感知性能.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文碳納米纖維／環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料自感知性能SelfsensingPropertiesofCarbonNanofiber／EpoxyResinMatrixCompositesMaterialsomoositesaterlalS學(xué)號(hào)：31206003大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FiberReinforcedPolymer，F(xiàn)RP)

2、以其優(yōu)異的性能成為一種獲得極大關(guān)注的新型結(jié)構(gòu)材料，并在結(jié)構(gòu)加固、組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件中發(fā)揮重要作用。近年來(lái)，復(fù)合材料的力敏性能得到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注，通過(guò)將導(dǎo)電摻量分散于樹脂基體中，可使纖維增強(qiáng)復(fù)合材料獲得較好的力電感知性能，并利用這種性能感知結(jié)構(gòu)的受力狀況，為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)提供可能。碳納米纖維(CarbonNanofiber，CNF)具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等物理性能以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)具有亞微米級(jí)的管徑以及高的長(zhǎng)徑比，是一種制備自感知FR

3、P復(fù)合材料的優(yōu)異填料。在環(huán)氧樹脂中摻加碳納米纖維成為增加材料感知性能的有效手段，但有關(guān)碳納米纖維樹脂基復(fù)合材料性能的研究報(bào)道還很少，離實(shí)際的應(yīng)用還有一定差距，因此，開展碳納米纖維復(fù)合材料感知性能的研究顯得十分必要。針對(duì)碳納米纖維在高分子基復(fù)合材料研究中存在的主要問(wèn)題，本文以碳納米纖維為主要增強(qiáng)材料，以環(huán)氧樹脂為基體材料，探索碳納米纖維／環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料中的纖維對(duì)環(huán)氧樹脂各項(xiàng)物理性能的改善，包括力學(xué)性能、電學(xué)性能、感知性能等方面。并進(jìn)一

4、步探索碳納米纖維摻加入連續(xù)碳纖維／玄武巖纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的后的電阻一應(yīng)變規(guī)律，研究其成為可進(jìn)行自監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)材料的可能性。具體研究?jī)?nèi)容如下：通過(guò)比較不同摻量的碳納米纖維／環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的各項(xiàng)力學(xué)性能，證實(shí)了碳納米纖維對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，并確定了在實(shí)驗(yàn)條件下能夠最大限度的提高復(fù)合材料力學(xué)性能的最佳摻量。通過(guò)碳納米纖維摻量與電阻率的對(duì)應(yīng)變化值，繪制出滲濾曲線，找出滲濾區(qū)區(qū)域，并實(shí)驗(yàn)研究了溫度對(duì)電阻變化的影響。通過(guò)單調(diào)拉伸以及循環(huán)加