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碳纳米管水泥基复合机敏材料的性能研究开题报告
一、研究背景及意义
在混凝土材料中，由于其自身极低的拉伸强度和脆性，容易发生裂缝并导致结构失效。因而，增强混凝土的抗拉强度成为了建筑领域一个重要的研究方向。
碳纳米管（CarbonNanotubes，CNTs）以其优异的力学性能，受到了业界广泛的关注。它具有强度高、弹性模量大、韧性好等特性，被认为是高性能材料的理想增强剂。然而，研究表明，CNTs在混凝土中分散困难，既影响了混凝土的施工性，也影响了CNTs的增强效果。因此，为解决这个问题，近年来，研究者开始采用将CNTs与水泥基材料结合的方式，制备出了具有机械和物理性能的碳纳米管水泥基复合材料。机械和物理性能是指，该材料具有很高的机械强度和稳定性，同时还保持了良好的韧性和耐久性。然而，目前对于碳纳米管水泥基复合材料的性能研究还不够深入，主要存在以下问题：
1.目前对碳纳米管水泥基复合材料中CNTs的分散性、分布和晶体结构等方面的研究成果还不够丰富，需要进一步探究。
2.对于碳纳米管和水泥石的复合机理、增强机理还不太清楚，需要进行深入的理论和实验研究。
3.在使用CNTs增强复合材料时，CNTs的含量、尺寸和形状等参数都会影响其增强效果，需要进行相关性能测试和分析。
在这种情况下，本研究将研究碳纳米管水泥基复合材料的性能，并探究其中的复合机理和增强机理，以期为工程建筑领域提供更加优秀的抗拉强度复合材料。
二、研究内容
本研究的主要目的是开发碳纳米管水泥基复合机敏材料，其中，主要包括以下内容：
1.碳纳米管水泥基复合材料的制备
选用适当的方法将CNTs与水泥基材料结合起来，制备出具有优良机械性能和稳定性的碳纳米管水泥基复合材料。此外，也将探索不同制备工艺的影响以及适用性。
2.碳纳米管水泥基复合材料的表征
利用扫描电镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）等仪器对制备的碳纳米管水泥基复合材料进行表征分析，研究CNTs的分散度、形态、尺寸等方面的影响，探究其增强机理。
3.碳纳米管水泥基复合材料的力学性能测试与分析
对制备的碳纳米管水泥基复合材料进行抗拉、抗压、弯曲等力学性能测试，并分析其中碳纳米管的含量、尺寸、形状等参量的影响，探究其增强机理。
4.碳纳米管水泥基复合材料的机敏材料性能测试与分析
利用碳纳米管的导电性质，针对碳纳米管水泥基复合材料的机敏材料特性进行测试，研究其在温度、压力、光照等外界力的作用下的行为特性和变化规律，探究其机敏材料机理。
三、研究方法
本研究采用以下方法：
1.制备方法：采用不同的制备方法，如机械混合、化学气相沉积等，制备碳纳米管水泥基复合材料，并优选出适用的制备方法；
2.表征方法：采用SEM、TEM、XRD等表征手段对制备的复合材料进行分析表征，探究CNTs的分散度、形态、尺寸等方面的影响；
3.机械性能分析方法：采用万能试验机等设备对制备的碳纳米管水泥基复合材料进行力学性能测试，研究不同CNTs参量的影响，探究其增强机理；
4.机敏材料性能测试方法：采用电阻计、红外光谱等仪器对水泥基碳纳米管复合材料的机敏材料性能进行测试。
四、预期成果及意义
1.成果：
（1）探究CNTs与水泥基材料的复合机理，研究其增强机理；
（2）制备出性能优异的碳纳米管水泥基复合材料，并比较不同制备工艺的差异；
（3）对制备的水泥基碳纳米管复合材料的混凝土力学性能和机敏材料性能进行评估和分析；
2.意义：
研究成果将为建筑领域提供具有更好抗拉强度和机敏材料性能的碳纳米管水泥基复合材料，并拓展了碳纳米管复合材料在建筑领域中的应用。