CNT树脂基复合材料断裂韧性的优化设计 |
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引用本文: | 贾文斌,方磊,张根,史剑,何泽侃,宣海军.CNT树脂基复合材料断裂韧性的优化设计[J].航空学报,2024(7):275-287. |
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作者姓名: | 贾文斌 方磊 张根 史剑 何泽侃 宣海军 |
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作者单位: | 1. 浙江大学能源工程学院;2. 南京航空航天大学能源与动力学院;3. 中国航发四川燃气涡轮研究院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金青年科学基金(52305165)~~; |
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摘 要: | 与碳纤维相比,碳纳米管(CNT)具有更高的力学性能和更低的密度,是理想的树脂基复合材料增强相,在航空航天领域具有广阔应用前景。提出一套CNT树脂基复合材料单边缺口弯曲(SENB)试件制备工艺以及微纳观结构和参数的测量方法。采用不同长度的多壁碳纳米管和不同时长的臭氧处理,制备出SENB试件进行断裂韧性实验,定量分析微纳观参数界面长度和C—C键密度对宏观断裂韧性的影响,提出断裂韧性优化方案。研究结果表明:界面C—C键密度和臭氧处理时间呈线性关系;相对增韧率随着臭氧处理时间先大幅增加后大幅下降,即存在临界界面C—C键密度使得复合材料的相对增韧率最大;弱界面的相对增韧率随着界面长度先大幅增加后略微下降;强界面的相对增韧率随着界面长度先大幅增加后大幅下降;当断面的CNT拔出和拔断的占比相近(即复合材料失效形式从CNT拔出转变为拔断)时断裂韧性最大。
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关 键 词: | 界面长度 界面C—C键密度 CNT复合材料 断裂韧性 优化设计 |
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