多壁碳纳米管与石墨烯纳米颗粒混杂增强玻纤/环氧复合材料的力学性能研究

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本研究通过向玻纤增强聚合物（GFRP）复合材料中添加多壁碳纳米管（MWCNT）和石墨烯纳米颗粒（GNP）及其混杂组合（质量分数0.1%~0.3%）来改善其力学性能。采用压缩模塑工艺制备了三种不同铺层结构的复合材料层板：单向铺层[0°]₁₂、交叉铺层[0°/90°]₃ₛ和斜向铺层[±45°]₃ₛ。按ASTM标准进行了准静态压缩、弯曲和层间剪切强度（ILSS）等表征测试，并通过光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）进行了失效分析。实验结果表明，当MWCNT与GNP的混杂比例为0.2%时，复合材料性能获得显著提升：压缩强度和压缩模量分别提高80%和74%；弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别增加62%、205%和298%，相比纯玻纤/环氧树脂复合材料。当填料含量超过0.2%时，由于MWCNT/GNP的团聚，材料性能开始下降。在力学性能方面，不同铺层结构的综合表现顺序为：单向铺层>交叉铺层>斜向铺层。

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