環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料韌性和粘接性能的研究

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1、分類號(hào)學(xué)寫Ｄ２０１２７７２１７學(xué)校代碼１０４８７密敬＃個(gè)郵換／ｖ穿博壬學(xué)位論文環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料初性和船接性能的研究學(xué)位申請(qǐng)人：周何樂子學(xué)科專業(yè)：材料加工工程指導(dǎo)教師：周華民教授１７Ｉ答辯日期：２０年５月１２日心軒ｒ：麵Ｉ議ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｐｈｙｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＦｒａｃｔｕｒｅｔｏｕｈｎｅｓ

2、ｓａｎｄａｄｈｅｓｉｖｅｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｇｐｐｅｏｘｂａｓｅｄ－ｎａｎｏｃｏｍｏｓｉｔｅｓｐｙｐＰｈ．Ｄ．Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈｏｕＨｅｌｅｚｉＭａｏｒ：Ｍａ化ｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｇｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈｏｕＨｕａｍｉｎｐＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＷｕｈａｎ４３００７４Ｐ？化Ｃｈｉｎａ，Ｍａ２０１７ｙ，獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研巧工作及

3、取得的研究成果。盡我所知，除文中己經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，均己在。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到，本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名；＾〇＞心日期：年３月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，目Ｐ：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索。，可采用影印、縮印或掃描等

4、復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文本論文屬于保密曰，在年解密后適用本授權(quán)書。不保密ｉｘ／＂＂（請(qǐng)?jiān)冢咨戏娇騼?nèi)打Ｖ）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名；ＬＶＩ年ｃ日期；：衣月日日期巧ｙ月／日＾華中科技大學(xué)博去學(xué)位論文摘要一種典型的熱固性材料環(huán)氧樹脂是，具有良好的力學(xué)性能，在工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。特別的，碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂（ｃａｒｂｏｎ加ｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｏｘＣＦ／ＥＰ巧ｙ，）復(fù)合材料是航空工業(yè)中一種重要的結(jié)構(gòu)材料。然而，未經(jīng)過改性的環(huán)氧樹脂初性較差，導(dǎo)致ＣＦ／ＥＰ復(fù)合材料容易發(fā)生層間開裂和纖維分層，是阻礙環(huán)氧樹脂應(yīng)用和

5、發(fā)展的關(guān)鍵一直亟待解決。所Ｗ，提高環(huán)氧樹脂的本體初性和ＣＦ／ＥＰ復(fù)合材料的層間初性是的問題。近年來有很多工作采用添加納米填料來改善上述性能，但發(fā)現(xiàn)雖然環(huán)氧樹脂的本體初性可被大幅提高，但該初性難在ＣＦ／ＥＰ復(fù)合材料中得到充分發(fā)揮，一層間初性仍有待進(jìn)步提高。同時(shí)，環(huán)氧樹脂的廣泛應(yīng)用還得益于其良好的粘接性，但有關(guān)濕熱環(huán)境和疲勞載荷對(duì)環(huán)氧復(fù)合材料粘接性能影響的研究還不是很全面能。－針對(duì)上問題，本文使用短碳纖維、石墨婦、碳納米管短碳纖維等填料增初環(huán)氧本體的同時(shí)對(duì)ＣＦ／ＥＰ復(fù)合材料進(jìn)行層間增初，并研巧了濕熱環(huán)境和疲勞載荷對(duì)環(huán)氧樹，具體工作如下

6、脂復(fù)合材料粘接性能的影響。分別使用短碳纖維巧ＣＦｓ巧日石墨婦填料提高環(huán)氧樹脂的本體初性。石墨婦通過在７００化空氣中熱還原氧化石墨篩制得。在環(huán)氧樹脂基體中添加２．５ｗｔ．％的ＳＣＦｓ能使本體的斷裂初性和斷裂能量釋放率分別提高１４２％和％７％；添加ｌ．Ｏｗｔ．％的石墨痛在￣￣増加本體的斷裂能量釋放率１５０％的同時(shí)使熱膨脹系數(shù)降低３０％。本章針對(duì)環(huán)氧（）樹脂本體增初的研究為下兩章ＣＦ化Ｐ復(fù)合材料的層間增初奠定了基礎(chǔ)。生長(zhǎng)碳納米管ＣＮＴｓ的ＳＣＦＣＮＴ－ＳＣＦｓ有效提高了環(huán)氧樹脂基體的本體初性向（）（）ＣＦ／ＥＰ層間初性的轉(zhuǎn)移率，并極大的提

7、高了ＣＦ／ＥＰ復(fù)合材料的層間初性。首先通過火焰法在微米尺寸的ＳＣＦｓ上生長(zhǎng)納米尺寸的ＣＮＴ，然后分別使用多級(jí)增初體系ｓＣＮＴ－ＳＣＦｓ和未生長(zhǎng)ＣＮＴ的ＳＣＦｓ層間增初ＣＦ／ＥＰ復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表化僅使用ＳＣＦｓ層間增初ＣＦ／ＥＰ復(fù)合材料時(shí)，ＳＣＦｓ／環(huán)氧樹脂的本體初性并不能得到有２效發(fā)揮。當(dāng)ＳＣＦｓ表面生長(zhǎng)ＣＮＴｓ后，即使在較低的面密度リ．０Ｉｎｇ＾ｍ情況下，ＣＦ／ＥＰ）Ｉ華中科技大學(xué)博去學(xué)位論文２復(fù)合材料的Ｉ型層間初性（Ｇ／Ｃ）相比對(duì)照組增加了１２５％１．１７ｋＪ／ｍ，并且ＣＮＴｓ與ＳＣＦｓ（）有良好的協(xié)同增初效應(yīng)。通

8、過ＳＥＭ表征等分析，發(fā)現(xiàn)