剪切增稠液-碳纤维复合材料的制备与性能研究的中期报告.docx

剪切增稠液-碳纤维复合材料的制备与性能研究的中期报告
一、研究背景
纳米颗粒增稠技术在复合材料领域中具有重要的应用价值。纳米颗粒的小尺寸、大比表面积以及与基体间的作用力等特性，可以改变复合材料的性能。碳纤维复合材料具有高强度、高刚度、低密度等优点，在航空航天、汽车、交通运输、体育用品等领域中有广泛的应用。然而，碳纤维复合材料的机械性能受其内部缺陷如气孔、裂纹等的影响较大，而且碳纤维与基体的界面黏合性较弱，易发生剥离现象。因此，如何制备具有优异性能的碳纤维复合材料成为一个热点研究方向。
二、研究目的
本文旨在研究纳米颗粒增稠技术在碳纤维复合材料制备中的应用，探讨不同纳米颗粒对碳纤维复合材料力学性能的影响，为碳纤维复合材料的合理设计和性能提升提供基础研究。
三、研究方案
1.实验材料及设备
碳纤维布、环氧树脂、纳米二氧化硅、纳米氧化铝；扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、拉伸试验机。
2.实验步骤
（1）将纳米颗粒分散在环氧树脂中，采用超声波处理使其均匀分散。
（2）将碳纤维布分别涂上不同含有纳米颗粒的环氧树脂，依次压实，初步固化后再进行热处理。
（3）利用SEM观察样品的微观结构和表面形貌，分析纳米颗粒对碳纤维复合材料界面粘合强度的影响。
（4）利用DSC和TGA研究样品的热性能，包括热稳定性和热膨胀性等。
（5）利用拉伸试验机测试样品的力学性能，包括抗拉强度、断裂伸长率、弹性模量等。
四、研究进展
目前，已完成了纳米二氧化硅和纳米氧化铝对碳纤维复合材料力学性能的影响研究，结果表明，加入适当浓度的纳米颗粒可以有效增强碳纤维复合材料的界面粘合强度和力学性能。
五、研究结论
纳米颗粒增稠技术可以改善碳纤维复合材料的力学性能和热稳定性，不同纳米颗粒对力学性能和热稳定性的影响有所不同。未来研究可进一步探究其他纳米颗粒增稠技术在碳纤维复合材料中的应用，并在此基础上进行进一步优化。