基于碳纳米管界面改性的碳纤维复合材料抗γ辐射性能研究

作     者：闫民杰 刘梁森 陈莉 刘丽研 荆妙蕾 徐志伟 姜亚明 傅宏俊 YAN Minjie;LIU Liangsen;CHEN Li;LIU Liyan;JING Miaolei;XU Zhiwei;JIANG Yaming;FU Hongjun

作者机构：天津工业大学纺织学院先进纺织复合材料教育部重点实验室 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2019年第33卷第24期

页      面：4174-4180页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(11575126 U1533123) 天津市自然科学基金(16JCYBJC17700)~~ 

主　　题：复合材料 抗辐射 碳纳米管 界面改性 碳纤维 

摘      要：为研究碳纳米管(CNTs)界面改性对碳纤维/环氧复合材料(CF/EP)抗辐照性能的影响,采用电泳沉积法将CNTs引入到CF/EP界面区域(CF-CNTs/EP)中,然后分别对CF/EP和CF-CNTs/EP进行γ射线辐照处理(γ-CF/EP和γ-CF-CNTs/EP),并对复合材料的力学性能、热学性能、耐疲劳性能和官能团变化等特性进行分析。结果表明:由于CNTs的存在,γ-CF-CNTs/EP的储能模量、玻璃化转变温度、弯曲强度和弯曲模量分别比γ-CF/EP高7.8GPa、4.53℃、280MPa和19.2GPa;γ-CF-CNTs/EP的耐疲劳性能优于γ-CF/EP;XPS测试发现γ-CF-CNTs/EP内部C-C键的含量急剧减少10.88%,C-N键和C-O键的含量分别增加5.97%和4.44%,而γ-CF/EP无明显变化。结合断面形貌分析和裂纹扩展模型,讨论了CNTs增强复合材料抗γ射线辐射的微观结构和增强机制。以上结果证实,CNTs界面区域改性可以有效提升CF/EP的抗辐射性能。