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氧化石墨烯填料对单向碳纤维/环氧树脂层板电学和热学性能的影响:氧化石墨烯纳米颗粒面外取向的作用

The influence of graphene oxide filler on the electrical and thermal properties of unidirectional carbon fiber/epoxy laminates: Effect of out‐of‐plane alignment of the graphene oxide nanoparticles

Evangelos C. Senis, Igor O. Golosnoy, Thomas Andritsch, J.M. Dulieu‐Barton, O.T. Thomsen · University of Southampton
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期刊 / 来源Polymer Composites
卷/期/页41 / 9 / 3510-3520
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关键词:氧化石墨烯碳纤维增强复合材料电导率热导率面外取向层间剪切强度电场诱导对齐环氧树脂基体

摘要整理

研究了用作基体填料的氧化石墨烯(GO)片层的面外取向对单向碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料厚度方向电导率和热导率的影响。通过施加外部交流电场,改变GO片层的取向,以充分利用石墨烯基面沿方向上的较高电导率和热导率。将商用GO以最高5 wt%的用量分散到环氧树脂基体中,通过真空灌注工艺浸渍干碳纤维织物,制备CFRP层板。制造了随机取向GO填充的CFRP层板和电场诱导取向的GO填充CFRP(A-GO/CFRP)层板,以评估电场应用的影响。电导率测量结果表明,即使在低填料含量下,A-GO/CFRP层板的电导率也显著提高。虽然A-GO/CFRP的热导率有所增加,但改善幅度有限。层间剪切强度(ILSS)的力学测试表明,A-GO/CFRP层板表现出显著改善的性能,即使在高填料含量下,其ILSS值仍高于随机取向GO/CFRP层板。研究结果表明面外取向的GO填料对改善CFRP的厚度方向导电性能特别有效,同时保持了良好的层间力学性能。

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