新型纳米SiC_P/石墨烯增强聚合物基复合材料的组织及性能研究

发布时间：2020-12-04 23:26

　　在过去的几十年中树脂基复合材料因拥有高的杨氏模量、拉伸强度、耐磨性和储能模量等优异性能,在各个领域得到广泛应用。近年来,树脂基复合材料产业在可作为增强相的纳米级颗粒的合成技术迅速兴起的带动下,得到了前所未有的快速发展。随着原子级颗粒的合成技术的发展,出现了一大批优秀的、高性能的复合材料填充物,这些纳米颗粒具有优异的热学性能、机械性能、光学性能和阻隔性,并且造价相对较低。在可以作为复合材料基体的众多聚合物中,聚酰胺因具有较高的强度、韧性和稳定性,受到复合材料研究者的广泛青睐。本文选用具有高强度,高耐磨性,良好的化学稳定性的纳米碳化硅和被人们称为“21世纪神奇材料”的石墨烯作为增强相,以聚酰胺为基体制备复合材料,并从热学性能和机械性能两方面进行了表征。本研究中制备的复合材料试样整体上结构致密、均匀,没有气孔或者空隙等明显缺陷。在材料机械性能方面,使用纳米碳化硅复合增强基体的效果显著,尤其以7.5%碳化硅的增强效果最为明显,拉伸强度为71MPa,增加了47.7%,杨氏模量为1396.9MPa,增加了33.3%,而硬度增加了5倍,但纳米尺度的增强相难以避免在基体中部分团聚,当碳化硅加入量达到1... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

烧结填充模具Fig.2.1Thefigureofmould

第 2 章 试验材料与试验方法阻炉中预热 3h，电阻炉温度设定为 230℃。考虑到材厚度，为了避免在填充过程中出现气泡等对复合材料实验中采用逐层填充的方法，每次仅填充一层(约 0.8次填充之间间隔 5 分钟，保证上一次填充的粉末样品直到样品融化后的厚度略高于模具的深度，最终再将使烧结熔化的试样在炉内保温 15 分钟，最后拿出放试样的图片，进行剪切加工后可以得到试验所需样品

江苏科技大学工学硕士学位论文20图3.5和图3.6所示分别为烧结后不同碳化硅成分的块状纳米复合材料三维和二维显微 CT 图像和不同碳化硅成分下碳化硅在复合材料中分散及团聚情况。图 3.5(a) - (c)分别为从不同角度所观测到的烧结后块状复合材料结构图像。图3.5 (a) - (d)和图3.6 (a)为含有2.5%碳化硅复合材料的显微CT图像而图3.6 (b)为碳化硅含量为10%的显微CT图像。图片中黑色或深灰色颗粒为碳化硅颗粒，其余的浅色部分为聚十二内酰胺基体。(a) 图 3.6 不同碳化硅成分下碳化硅(b在)复合材料中的分散及团聚情况(d)图 3.5 烧结后不同碳化硅成分的块状纳米复合材料三维和二维显微 CT 图像：(a) 俯视图；(b) 主视图；(c) 左视图；(d) 三维立体图Fig 3.5 3D and 2D images of bulk nano-composites with different content of SiC aftersintering：(a) top view；(b) front view；(c) left view；(d) 3D image图 3.6 不同碳化硅成分下碳化硅在复合材料中的分散及团聚情况(a) 2.5wt% SiC；(b) 10wt% SiCFig 3.6 Dispersion and agglomeration of composites with different content of SiC(a) 2


本文编号：2898426