ZnO纳米粒子锚定氧化石墨烯增强E玻纤/环氧复合材料的层间剪切强度和耐磨性

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本研究开发并表征了以环氧树脂（EP）为基体、E玻纤短切纤维毡（CSM）和ZnO纳米粒子锚定氧化石墨烯纳米片（ZnO@GONPs）为增强体的多尺度复合材料。通过X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、能谱分析（EDX）和元素X射线面扫描验证了纳米ZnO在GONP表面的形成。制备了不同ZnO@GONPs含量（0～0.8 wt.%，每次增加0.2 wt.%）的E玻纤CSM/EP多尺度复合材料，并进行了短梁剪切试验和干滑动磨损试验。结果表明，0.2 wt.%和0.4 wt.% ZnO@GONPs负载的复合材料分别表现出最高的层间剪切强度（ILSS）和最优的耐磨性能。添加0.2 wt.% ZnO@GONPs使E玻纤CSM/EP复合材料的ILSS提高了36.7%。在0.4 wt.% ZnO@GONPs负载条件下，复合材料的摩擦系数（COF）和磨损率分别下降了28.3%和36.3%。通过对断裂面和磨损面的详细分析，阐明了纳米增强体对复合材料力学性能提升的作用机制。

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