玻璃纖維因其耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)成為航空、航天、航海、建筑等工業(yè)領(lǐng)域的重要材料,然而在高性能玻璃纖維研制方面,國內(nèi)玻璃工業(yè)一直處于落后狀態(tài)。本論文通過復(fù)合石墨烯改善玻璃纖維的力學(xué)、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能,擴(kuò)展其在天線濾波及飛行器電磁屏蔽等航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用,推動國內(nèi)的高性能玻璃纖維工業(yè)的發(fā)展。本文采用球磨法將分散后的氧化石墨烯和玻璃粉末混合,經(jīng)高溫還原燒結(jié),再二次熔融拉絲制備石墨烯/玻璃纖維,通過對制備過程中的樣品結(jié)構(gòu)形貌分析,揭示了氧化石墨烯/玻璃粉體的燒結(jié)還原過程及石墨烯在玻璃纖維中的分布狀態(tài)。通過對比分析不同燒結(jié)溫度下石墨烯/玻璃纖維的微觀結(jié)構(gòu)和性能差異,結(jié)果表明,燒結(jié)溫度提高可以有效增加燒結(jié)后石墨烯/玻璃塊體致密性,從而降低二次熔融拉絲中纖維的氣孔率,提高纖維的拉伸強(qiáng)度、電導(dǎo)率和導(dǎo)熱系數(shù)。同時(shí),本文測試五種不同含量的石墨烯/玻璃纖維性能,結(jié)果表明,石墨烯添加量越多,混合均勻性就變差,纖維拉伸強(qiáng)度并非隨石墨烯添加量增加而正向提高,而纖維的電導(dǎo)率及導(dǎo)熱系數(shù)隨著石墨烯含量增加持續(xù)增加。此外,本文基于MATLAB軟件中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具總結(jié)燒結(jié)溫度、石墨烯含量與纖維性能之間的規(guī)律關(guān)系,...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 玻璃纖維的制備工藝
    1.3 石墨烯/玻璃纖維制備方法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 表面改性法制備石墨烯/玻璃纖維
        1.3.2 電泳沉積法制備石墨烯/玻璃纖維
        1.3.3 化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯/玻璃纖維
        1.3.4 熔融拉絲制備石墨烯/玻璃纖維
    1.4 石墨烯/玻璃纖維性能研究現(xiàn)狀
        1.4.1 力學(xué)性能
        1.4.2 電學(xué)性能
        1.4.3 導(dǎo)熱性能
    1.5 研究思路和研究內(nèi)容
        1.5.1 研究思路
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)過程
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
    2.3 石墨烯/玻璃纖維制備過程
        2.3.1 氧化石墨烯/玻璃粉體合成
        2.3.2 石墨烯/玻璃塊體熔制
        2.3.3 石墨烯/玻璃纖維拉絲
    2.4 結(jié)構(gòu)和性能表征
        2.4.1 結(jié)構(gòu)成分表征
        2.4.2 纖維密度測試表征
        2.4.3 纖維直徑測試表征
        2.4.4 纖維拉伸強(qiáng)度表征
        2.4.5 纖維柔軟性表征
        2.4.6 纖維導(dǎo)電性表征
        2.4.7 纖維導(dǎo)熱性表征
第三章 石墨烯/玻璃纖維的成分結(jié)構(gòu)及性能研究
    3.1 石墨烯/玻璃纖維成分結(jié)構(gòu)分析
        3.1.1 氧化石墨烯/玻璃粉體分散性
        3.1.2 氧化石墨烯/玻璃高溫還原物相分析
        3.1.3 石墨烯/玻璃纖維物相分析
        3.1.4 石墨烯/玻璃纖維微觀結(jié)構(gòu)
    3.2 石墨烯/玻璃纖維的力學(xué)性能分析
        3.2.1 燒結(jié)溫度對石墨烯/玻璃纖維力學(xué)性能的影響
        3.2.2 纖維直徑對石墨烯/玻璃纖維力學(xué)性能的影響
        3.2.3 石墨烯含量對石墨烯/玻璃纖維力學(xué)性能的影響
    3.3 石墨烯/玻璃纖維的導(dǎo)電性能分析
        3.3.1 燒結(jié)溫度對石墨烯/玻璃纖維導(dǎo)電性能的影響
        3.3.2 石墨烯含量對石墨烯/玻璃纖維導(dǎo)電性能的影響
        3.3.3 環(huán)境溫度對石墨烯/玻璃纖維導(dǎo)電性能的影響
    3.4 石墨烯/玻璃纖維的導(dǎo)熱性能分析
        3.4.1 燒結(jié)溫度對石墨烯/玻璃纖維導(dǎo)熱性能的影響
        3.4.2 石墨烯含量對石墨烯/玻璃纖維導(dǎo)熱性能的影響
        3.4.3 環(huán)境溫度對石墨烯/玻璃纖維導(dǎo)熱性能的影響
        3.4.4 石墨烯/玻璃纖維導(dǎo)熱機(jī)理分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于MATLAB優(yōu)化石墨烯/玻璃纖維的工藝參數(shù)
    4.1 石墨烯/玻璃纖維性能人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        4.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        4.1.2 石墨烯/玻璃纖維性能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作原理
    4.2 石墨烯/玻璃纖維性能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
        4.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型樣本參數(shù)選取
        4.2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練
    4.3 石墨烯/玻璃纖維性能工藝參數(shù)優(yōu)化
        4.3.1 石墨烯/玻璃纖維拉伸強(qiáng)度的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬
        4.3.2 石墨烯/玻璃纖維電導(dǎo)率的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬
        4.3.3 石墨烯/玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬
    4.4 石墨烯/玻璃纖維的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間授權(quán)及公開專利



本文編號：3935829