碳納米管復(fù)合材料宏觀性能評估方法
一、項目分類
關(guān)鍵核心技術(shù)突破
二、成果簡介
目前碳納米管復(fù)合材料的制備過程影響因素復(fù)雜,制備結(jié)果不確定性大。 針對此難題,本成果建立了一種碳納米管復(fù)合材料宏觀性能的評估標(biāo)準(zhǔn),將碳納米管界面空間填充程度與復(fù)合材料的宏觀性能聯(lián)系起來,實現(xiàn)最終復(fù)合材料性能的評估和預(yù)測。
本成果基于碳納米管微觀形貌表征和電鏡分形維數(shù)計算,研發(fā)了一種碳納米管界面的數(shù)量和均勻度(即界面空間填充程度)評估方法,首先,實現(xiàn)碳納米管分形界面空間填充程度的定量化表征。其次,基于該定量化表征方法闡明碳納米管界面空間填充程度與聚合物基復(fù)合材料性能間的關(guān)系。結(jié)果表明,復(fù)合材料的電導(dǎo)率和機械強度分別隨界面空間填充程度的增大呈指數(shù)和線性增加。這種對應(yīng)關(guān)系建立起了界面空間填充程度和碳納米管復(fù)合材料宏觀性能間的直接聯(lián)系,且該聯(lián)系與生產(chǎn)過程中采用的碳納米管分散方法、碳納米管濃度、碳納米管類型以及復(fù)合基體無關(guān)。本成果普遍適用于碳納米管復(fù)合材料的宏觀性能評估,也可推廣至各類納米填充復(fù)合材料,對于指導(dǎo)納米填充復(fù)合材料的制備具有十分重要意義。
華中科技大學(xué)
2022-07-27