納米MnO 2 /碳布多尺度增強樹脂基摩擦材料的制備及摩擦學性能研究
發(fā)布時間：2024-03-25 20:28
隨著軌道交通事業(yè)的快速發(fā)展,濕式傳動/制動系統(tǒng)對高性能碳布增強樹脂基復合材料提出迫切需求,但由于碳布表面能低,與樹脂界面結(jié)合性能差,成為該類復合材料性能提升的瓶頸所在。本文從界面設計角度出發(fā),以提高復合材料的界面結(jié)合強度,進而改善其力學和摩擦學性能為目標,設計并制備了碳纖維/二氧化錳納米片(CF-MnO2)多尺度增強體,在此基礎上,分別將γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)、三聚氰胺(MA)接枝于CF-MnO2上,成功制備了CF-MnO2-APS和CF-MnO2-MA層級增強體。通過對各增強體進行形貌結(jié)構、化學組成及潤濕性能的分析表征,研究并探索各增強體對改善復合材料力學及摩擦學性能的作用機理。采用一步水熱法在碳纖維表面原位生長氧化錳納米片,制備出CF-MnO2多尺度增強體,系統(tǒng)的研究水熱生長溫度對纖維表面MnO2納米片形貌結(jié)構的影響。研究結(jié)果表明,當水熱生長溫度為125°C時,纖維表面MnO2納米片孔徑尺寸合適且分布均勻,有利于樹脂基體...
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 課題研究背景及目的意義
1.2 碳纖維表面改性研究進展
1.2.1 碳纖維表面結(jié)構特點
1.2.2 碳纖維表面氧化技術
1.2.3 碳纖維表面涂層技術
1.2.4 碳纖維表面多尺度改性技術
1.2.5 碳纖維表面化學接枝技術
1.3 MnO2在復合材料領域的研究進展
1.4 本論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
2 實驗部分
2.1 實驗材料及實驗儀器
2.1.1 實驗主要原料
2.1.2 實驗主要儀器
2.2 不同方式改性碳布增強樹脂復合材料的制備
2.3 碳纖維及復合材料的測試與表征
2.3.1 X射線衍射(XRD)
2.3.2 紅外光譜(FTIR)
2.3.3 拉曼光譜(Raman)
2.3.4 掃電子顯微鏡(SEM)
2.3.5 透射電子顯微鏡(TEM)
2.3.6 能量色散譜儀(EDS)
2.3.7 X射線光電子能譜(XPS)
2.3.8 接觸角及表面能測試
2.3.9 力學性能測試
2.3.10 摩擦磨損性能測試
3 碳布/MnO2納米片增強樹脂基復合材料力學及摩擦學性能研究
3.1 引言
3.2 碳纖維表面原位生長MnO2納米片
3.2.1 碳纖維表面生長納米MnO2工藝設計
3.2.2 水熱溫度對CF-MnO2表面形貌的影響
3.2.3 納米MnO2對碳纖維表面化學組成的影響
3.2.4 納米MnO2對碳纖維表面潤濕性能的影響
3.2.5 納米MnO2對復合材料力學性能影響
3.2.6 納米MnO2對復合材料摩擦磨損性能影響
3.3 本章小結(jié)
4 CF-MnO2-APS增強樹脂基復合材料的性能研究
4.1 引言
4.2 碳纖維表面原位生長MnO2納米片/接枝APS
4.2.1 增強體CF-MnO2-APS的工藝設計
4.2.2 生長MnO2納米片/接枝APS對碳纖維表面形貌的影響
4.2.3 生長MnO2納米片/接枝APS對碳纖維表面化學組成的影響
4.2.4 生長MnO2納米片/接枝APS對碳纖維表面能的影響
4.2.5 生長MnO2納米片/接枝APS對復合材料彎曲性能影響
4.2.6 生長MnO2納米片/接枝APS對復合材料拉伸性能影響
4.2.7 生長MnO2納米片/接枝APS對復合材料摩擦磨損性能影響
4.3 本章小結(jié)
5 CF-MnO2-MA增強樹脂基復合材料的性能研究
5.1 引言
5.2 碳纖維表面原位生長MnO2納米片/接枝三聚氰胺(MA)
5.2.1 增強體CF-MnO2-MA的工藝設計
5.2.2 生長MnO2納米片/接枝MA對碳纖維表面形貌的影響
5.2.3 生長MnO2納米片/接枝MA對碳纖維表面化學組成的影響
5.2.4 生長MnO2納米片/接枝MA對碳纖維表面能的影響
5.2.5 生長MnO2納米片/接枝MA對復合材料拉伸性能影響
5.2.6 生長MnO2納米片/接枝MA對復合材料彎曲性能影響
5.2.7 生長MnO2納米片/接枝MA對復合材料摩擦磨損性能影響
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及專利成果
本文編號：3938832
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 課題研究背景及目的意義
1.2 碳纖維表面改性研究進展
1.2.1 碳纖維表面結(jié)構特點
1.2.2 碳纖維表面氧化技術
1.2.3 碳纖維表面涂層技術
1.2.4 碳纖維表面多尺度改性技術
1.2.5 碳纖維表面化學接枝技術
1.3 MnO2在復合材料領域的研究進展
1.4 本論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
2 實驗部分
2.1 實驗材料及實驗儀器
2.1.1 實驗主要原料
2.1.2 實驗主要儀器
2.2 不同方式改性碳布增強樹脂復合材料的制備
2.3 碳纖維及復合材料的測試與表征
2.3.1 X射線衍射(XRD)
2.3.2 紅外光譜(FTIR)
2.3.3 拉曼光譜(Raman)
2.3.4 掃電子顯微鏡(SEM)
2.3.5 透射電子顯微鏡(TEM)
2.3.6 能量色散譜儀(EDS)
2.3.7 X射線光電子能譜(XPS)
2.3.8 接觸角及表面能測試
2.3.9 力學性能測試
2.3.10 摩擦磨損性能測試
3 碳布/MnO2納米片增強樹脂基復合材料力學及摩擦學性能研究
3.1 引言
3.2 碳纖維表面原位生長MnO2納米片
3.2.1 碳纖維表面生長納米MnO2工藝設計
3.2.2 水熱溫度對CF-MnO2表面形貌的影響
3.2.3 納米MnO2對碳纖維表面化學組成的影響
3.2.4 納米MnO2對碳纖維表面潤濕性能的影響
3.2.5 納米MnO2對復合材料力學性能影響
3.2.6 納米MnO2對復合材料摩擦磨損性能影響
3.3 本章小結(jié)
4 CF-MnO2-APS增強樹脂基復合材料的性能研究
4.1 引言
4.2 碳纖維表面原位生長MnO2納米片/接枝APS
4.2.1 增強體CF-MnO2-APS的工藝設計
4.2.2 生長MnO2納米片/接枝APS對碳纖維表面形貌的影響
4.2.3 生長MnO2納米片/接枝APS對碳纖維表面化學組成的影響
4.2.4 生長MnO2納米片/接枝APS對碳纖維表面能的影響
4.2.5 生長MnO2納米片/接枝APS對復合材料彎曲性能影響
4.2.6 生長MnO2納米片/接枝APS對復合材料拉伸性能影響
4.2.7 生長MnO2納米片/接枝APS對復合材料摩擦磨損性能影響
4.3 本章小結(jié)
5 CF-MnO2-MA增強樹脂基復合材料的性能研究
5.1 引言
5.2 碳纖維表面原位生長MnO2納米片/接枝三聚氰胺(MA)
5.2.1 增強體CF-MnO2-MA的工藝設計
5.2.2 生長MnO2納米片/接枝MA對碳纖維表面形貌的影響
5.2.3 生長MnO2納米片/接枝MA對碳纖維表面化學組成的影響
5.2.4 生長MnO2納米片/接枝MA對碳纖維表面能的影響
5.2.5 生長MnO2納米片/接枝MA對復合材料拉伸性能影響
5.2.6 生長MnO2納米片/接枝MA對復合材料彎曲性能影響
5.2.7 生長MnO2納米片/接枝MA對復合材料摩擦磨損性能影響
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及專利成果
本文編號：3938832
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