界面相及其界面微觀力學行為是影響纖維復合材料性能的重要因素。拉曼光譜技術(shù)從微觀角度出發(fā),在研究界面微觀力學行為方面具有獨特的優(yōu)勢。本論文采用電泳沉積的方法得到碳納米管/碳纖維,通過拉曼光譜,研究表面改性前后的碳纖維復合材料在受熱和受外載應力兩種情況下的界面微觀力學行為,得到了二維的位置/應力分布。希望為復合材料界面力學的表征和研究提供一個有效、系統(tǒng)的方法。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）氧化處理后的碳納米管能夠通過電泳沉積均勻的沉積在碳纖維表面,而且不會破壞碳纖維自身的力學強度。環(huán)氧樹脂與表面改性后的碳纖維粘結(jié)性能提高,復合材料的層間剪切強度提高了46.96%,復合材料界面性能顯著提高。（2）研究了碳納米管/環(huán)氧樹脂復合材料在升溫過程中拉曼敏感性。發(fā)現(xiàn)碳納米管含量在5%,激光功率在10%,碳納米管和環(huán)氧樹脂之間的結(jié)合力越好,以及拉曼偏振角度平行于碳納米管軸向時,都能夠得到敏感性強的拉曼光譜。（3）進一步研究了碳纖維復合材料在升溫過程中的界面微觀力學行為。通過拉曼光譜的mapping掃描技術(shù),量化得到了不同溫度下的界面周邊的碳納米管的G’峰位置的分布。與未處理的碳纖維相比,碳納米管的加入使碳納... 

【文章來源】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 纖維復合材料的界面微觀力學研究
        1.1.1 纖維復合材料的界面
        1.1.2 研究纖維復合材料界面相的方法
    1.2 拉曼光譜研究纖維復合材料的界面微觀力學行為
    1.3 碳纖維的表面改性研究
        1.3.1 碳纖維的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 碳纖維表面納米粒子改性
    1.4 本論文的研究目的、意義以及主要研究內(nèi)容
第二章 EPD法制備CNT/CF及其復合材料的界面宏觀力學性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料及儀器
        2.2.2 樣品的制備
        2.2.3 表征與測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 碳納米管氧化效果分析
        2.3.2 碳納米管分散效果分析
        2.3.3 CNTS/CFs纖維表面形貌
        2.3.4 碳纖維單絲力學性能
        2.3.5 CNTS/CFs環(huán)氧樹脂復合材料的界面性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 CNTR/epoxy復合材料的拉曼敏感性研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 樣品的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 碳納米管含量
        3.3.2 激光功率
        3.3.3 氧化處理后的碳納米管
        3.3.4 激光偏振方向
    3.4 本章小結(jié)
第四章 拉曼光譜研究碳纖維復合材料受熱過程的界面微觀力學行為
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 樣品的制備
        4.2.3 原位升溫拉曼光譜測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 試樣的拉曼光譜
        4.3.2 G’峰位置二維分布
        4.3.3 G’峰位置數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 拉曼光譜研究碳纖維復合材料受力過程的界面微觀力學行為
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料和樣品
        5.2.2 原位拉伸拉曼光譜測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 應力與應變的校正關(guān)系
        5.3.2 應力二維分布
        5.3.3 應力數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學分析
        5.3.4 應力傳遞效果分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]微拉曼光譜研究碳纖維/微滴和聚乙烯纖維/微滴的微觀力學行為[J]. 鄧李慧,陳淙潔,陳師,夏少旭,史燕妮,吳琪琳.  玻璃鋼/復合材料. 2015(01)
[2]多壁碳納米管的拉曼光譜研究[J]. 陳師,史燕妮,夏少旭,全海宇,吳琪琳.  高科技纖維與應用. 2014(06)
[3]電泳沉積時間和熱處理對碳納米管增強C/SiC復合材料力學性能的影響[J]. 梅輝,肖珊珊,白強來,李海青,成來飛.  硅酸鹽學報. 2014(12)
[4]不同激發(fā)功率下碳纖維的拉曼光譜研究[J]. 陳師,鄧李慧,吳琪琳,蔡則田.  高科技纖維與應用. 2014(03)
[5]纖維樹脂基復合材料微觀界面性能表征方法的進展[J]. 劉政,翟哲,劉東杰,馮拉俊,劉赟姿.  纖維復合材料. 2014(02)
[6]電泳沉積制備LaMnO3/石墨烯薄膜及其光催化性能[J]. 胡婕,馬嘉華,王麗娜,黃浩.  硅酸鹽學報. 2014(03)
[7]碳纖維表面狀態(tài)對其復合材料性能的影響[J]. 張冬冬,楊永崗,譚松培,高建軍,葉樹長,薛峰.  化工新型材料. 2014(01)
[8]改性碳納米管處理碳纖維的效果表征[J]. 郟余晨,俞科靜,錢坤,曹海建,陳建劍.  材料導報. 2012(12)
[9]電泳沉積法制備PNN-PZT厚膜的研究[J]. 盧劍萍,李國榮,鄭嘹贏,曾江濤,曾華榮,卞建江.  無機材料學報. 2012(04)
[10]電泳沉積法制備氧化鋁陶瓷膜的研究[J]. 陳曉曉,魏剛,張元晶,付國柱,喬寧.  北京化工大學學報(自然科學版). 2011(05)

博士論文
[1]碳納米管/碳纖維多尺度結(jié)構(gòu)制備及其界面增強效果研究[D]. 梅蕾.哈爾濱工業(yè)大學 2010

碩士論文
[1]拉曼光譜研究碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)及CNT/環(huán)氧樹脂體系中缺陷周圍的應力分布[D]. 任桂知.東華大學 2014
[2]用Raman光譜研究碳纖維結(jié)構(gòu)及其微觀力學性能[D]. 蔡則田.東華大學 2010



本文編號：3063620