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碳纳米管填充PC复合材料结构与性能研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着工程材料的不断发展，高性能和多功能化的机械材料被广泛应用于行业和军事科技领域。尽管传统的高强度、高刚度的工程塑料在机械应用方面具有一定的优势，但在某些特殊技术领域中还存在一些挑战。
碳纳米管（CNTs）由于其独特的性能已成为研究的重点。CNTs具有超强弹性模量和高的力学强度等优良特性，同时具有非常好的导电性、导热性、耐腐蚀性和化学稳定性，在增强复合材料（CFRP）等一些高基底材料中有了广泛应用。但到目前为止，关于PC-CNT复合材料的研究还不多，其性能和机制的研究仍然具有挑战性。因此，本研究的目的是通过对在不同条件下填充碳纳米管的PC复合材料的结构、力学性能、导电性、导热性等特性进行研究，在工程材料中进一步开发CNT增强材料的应用。
二、研究内容
本项目研究的内容包括以下三个方面：
1.制备不同配比的CNT/PC复合材料。通过改变CNT的填充量和PC基质的比例，制备不同组合的CNT/PC复合材料。
2.研究复合材料的力学性能。通过拉伸、压缩等实验检测该材料的强度、韧性、屈服强度和弹性模量等机械性能，并研究CNT填充对PC基质力学性能的影响。
3.研究复合材料的导电性、导热性。通过电学和热学测试技术来评估复合材料的导电性和导热性。
三、预期目标
本研究的预期目标包括：
1.制备得到各种不同的CNT/PC复合材料，并研究不同组合对复合材料的力学性能、导电性和导热性等特性的影响。
2.实验研究复合材料的机制，揭示基体和纳米填充物相互作用的微观机理。
3.改进复合材料的多种性能，以满足特定应用方面的要求。
四、研究方案
1.制备CNT/PC复合材料
制备CNT/PC复合材料的方法包括间歇挤出法和离心制备法，为制备不同组合的样品提供了足够的方法。
2.力学性能的测试
通过测定力学性能，如拉伸强度、宏观屈服强度、弹性模量和断裂韧性等，研究CNT填充对PC复合材料力学性能的影响。
3.热性能和导电性测试
通过热导实验和电输运实验研究CNT填充对复合材料的导电性和导热性的影响。
五、拟解决的问题
1.CNT的填充比例和复合材料结构参数对力学性能的影响机理；
2.CNT的填充对复合材料的导电性和导热性的影响机理；
3.通过改变CNT的填充量和PC基质的比例影响基质纳米复合材料的性能，进一步开发CNT增强材料的应用。
6.预期成果
1.实现CNT/PC复合材料的制备;
2.研究不同组合对复合材料力学性质、导电性和导热性的影响机理;
3.CNT/PC复合材料的力学性能；
4.实验分析和论证复合材料的微观结构和物理机制,包括纳米和基质的界面作用；
5.复合材料的导热性和导电性的探究；
6.复合材料的改进和优化。