碳纳米管和石墨烯填充环氧树脂碳纤维增强复合材料的力学性能：实验与数值研究

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本研究通过向环氧树脂基体中添加多壁碳纳米管（CNTs）和石墨烯片（GP）等碳基纳米增强体，系统研究了碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能。重点对比了纯碳纤维增强塑料（CFRP）复合材料与纳米粒子增强CFRP复合材料的拉伸模量、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和热导率等关键指标。实验结果表明，CNTs和GP纳米粒子的加入均能改善CFRP复合材料的力学性能，且相比CNTs，GP的添加对复合材料力学性能的提升效果更显著。通过扫描电子显微镜（SEM）观察了纳米粒子增强碳纤维复合材料的微观结构特征。利用数值模拟方法，进一步预测了CNT和GP粒子增强碳纤维复合材料的横向模量、主泊松比和次泊松比等力学参数。研究成果为纳米粒子增强碳纤维复合材料的高效设计提供了理论依据和实验支撑。

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