Taguchi 方法统计分析纳米二氧化硅添加织物达巴依/环氧树脂混杂纳米复合材料在低温环境下的层间剪切强度

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生物复合材料因其成本低廉且环保性能优越，逐渐成为替代人工材料的选择。然而生物复合材料的力学性能和界面性能较差。本研究旨在确定达巴依纤维增强和纳米硅粉填充复合材料的层间剪切强度。采用手工铺层法制备复合材料，工艺参数包括：(i) 纳米二氧化硅填料的质量百分比、(ii) 纤维垫层厚度、(iii) 低温处理时间，各参数设置三个水平。按照 ASTM 标准测定复合材料的层间剪切强度。研究结果表明，含 4% 纳米硅和 300 g/m² 织物达巴依纤维的纳米复合材料在低温处理 15 min 后获得最高层间剪切强度。纤维含量的增加普遍提高了纯环氧树脂的力学性能。随着纤维和填料浓度的增加，破坏纤维束与基体和树脂之间的界面所需的能量增加。方差分析（ANOVA）结果表明，低温处理是最显著的影响因素，贡献率达 59.58%，其次是织物达巴依垫层（22.11%）和纳米硅（18.30%）。采用扫描电子显微镜（SEM）对断裂复合材料进行了断口形貌分析。

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