石墨烯纳米片、多壁碳纳米管及其混杂型环氧树脂纳米复合材料应变传感涂层

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应变监测对于评估构件结构寿命、防止灾难性失效以及预测突发事件下的剩余寿命具有重要意义。本研究制备了含有多壁碳纳米管（MWCNTs）、石墨烯纳米片（GNPs）及其混杂体（MWCNT+GNP）的环氧树脂基应变传感涂层，三种体系初始电阻率相同，并将其应用于玻纤增强复合材料表面。通过形貌、力学和电学测试，评估了传感器的电阻变化和应变传感性能。建立了理论模型将不同纳米填料的规格因数进行关联分析。结果表明，所有体系在低应变下均表现出应变传感性能，但规格因数（灵敏度）不同：GNP涂层规格因数最高（10.3），MWCNT涂层最低（1.5），混杂体系介于两者之间（4.3）。通过解析分析发现，导电粒子间初始距离为MWCNT体系0.3 nm、GNP体系1.2 nm，这解释了所制备传感器规格因数差异的根本原因。该研究为开发高灵敏度的纳米复合材料应变传感器提供了理论依据和实验支撑。

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