采用靜電自組裝法制備了氧化石墨烯包覆針狀羥基氧化鐵的復(fù)合納米粒子（GO@FeOOH）,借助磁場(chǎng)使其在環(huán)氧樹(shù)脂（EP）中發(fā)生取向,進(jìn)而顯著增強(qiáng)EP的斷裂韌性。分別用X射線(xiàn)衍射、掃描電子顯微鏡、透射電鏡及振動(dòng)磁強(qiáng)計(jì)等對(duì)納米粒子進(jìn)行了表征,通過(guò)三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)評(píng)估了EP/GO@FeOOH復(fù)合材料的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子(K_IC),采用SEM分析了GO@FeOOH的增韌機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:通過(guò)靜電自組裝,GO成功包覆在FeOOH表面,而非FeOOH負(fù)載在GO上。GO@FeOOH直徑和長(zhǎng)度分別為100 nm、1 μm左右,飽和磁化強(qiáng)度7.18 emu/g,在0.09 T的磁場(chǎng)下能夠被取向。在磁場(chǎng)誘導(dǎo)下,EP/GO@FeOOH（0.5%含量）的K_IC提高最顯著,達(dá)到了3.2 MPa·m^1/2,分別比EP和無(wú)磁場(chǎng)誘導(dǎo)的EP/GO@FeOOH提高了140%和70.6%,同時(shí)GO和FeOOH表現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應(yīng)。該復(fù)合材料的增韌機(jī)理主要包括粒子的拔出、脫粘以及裂紋偏轉(zhuǎn)和基體的局部塑性形變等形式。

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【部分圖文】：

圖2 納米粒子的XRD譜圖

圖2為FeOOH及GO@FeOOH復(fù)合粒子的XRD譜圖。如圖2所示,在制得的FeOOH對(duì)應(yīng)的譜圖上,2θ角為14.14°,27.08°,36.34°,46.86°,52.81°,60.72°處的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)卡(PDF#08–0098)中γ–FeOOH的(020),(120),(0....

圖3 納米粒子的磁滯回線(xiàn)

圖3為FeOOH及GO@FeOOH的磁滯回線(xiàn)圖。從圖中可以看到,γ–FeOOH和GO@FeOOH的飽和磁化強(qiáng)度分別為9.13emu/g,7.18emu/g,矯頑力幾乎為零,這表明這兩種粒子在室溫下都呈現(xiàn)超順磁行為,能夠?qū)^弱磁場(chǎng)產(chǎn)生響應(yīng)。由于GO的飽和磁化強(qiáng)度較低,二者飽和磁....

圖1 實(shí)驗(yàn)制備流程圖

采用液相沉積–空氣氧化法合成得到γ–FeOOH納米粒子[11,13],采用改進(jìn)的hummer法[14]獲得GO,利用靜電自組裝技術(shù)制備GO@FeOOH納米粒子[12],制備流程及原理如圖1所示,典型步驟:取2gγ–FeOOH投入100mL去離子水中,超聲分散15min,然....

圖4 納米粒子的SEM圖

圖4為FeOOH以及GO@FeOOH的SEM圖,從圖4a可以看出,FeOOH為明顯的針狀結(jié)構(gòu),直徑在100nm左右、長(zhǎng)度在1μm左右,表面輪廓清晰且較粗糙,有較多顆粒狀物質(zhì)附著在表面,這可能是結(jié)晶過(guò)程中形成的雜晶[13]。圖4b所示的GO@FeOOH較FeOOH發(fā)生了明顯變化....

本文編號(hào)：4012708