粘土纳米颗粒对层内芳纶/碳纤维增强环氧复合材料力学和振动特性的影响

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本研究系统调查了粘土纳米颗粒掺杂对层内芳纶/碳纤维增强环氧复合材料拉伸、弯曲、振动和阻尼性能的影响。采用0、1、2、4、6、8和10 wt%七种粘土纳米颗粒含量制备复合材料层板。样品按ASTM标准制备和测试，其中拉伸、弯曲和振动测试分别采用ASTM D 638、ASTM D 790和ASTM E756标准进行。通过实验模态分析计算复合材料的振动特性，采用半功率带宽法评估样品一阶固有频率模态的阻尼响应。研究结果表明：当粘土纳米颗粒含量为1 wt%和2 wt%时，拉伸强度和弯曲强度分别提高13.1%和28.2%，达到最高值；当粘土纳米颗粒含量分别为10、1和2 wt%时，固有频率、储能模量和损耗模量分别提高23.4%、20.7%和11.6%，达到最高值。研究表明适量的纳米粘土掺杂能显著改善复合材料的力学性能和阻尼特性，但过量掺杂会导致性能下降。该研究为纳米增强复合材料的设计和优化提供了重要参考。

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