玄武岩/E-玻璃纤维+多壁碳纳米管/二氧化硅混杂纳米复合材料的力学性能和侵蚀磨损性能评估

摘要整理

本研究系统评估了混杂纳米复合材料的力学性能和侵蚀磨损特性。采用玄武岩/E-玻璃纤维作为增强体，多壁碳纳米管（MWCNTs）和二氧化硅（SiO2）作为纳米填料，环氧树脂及固化剂作为基体，通过手工铺层和压缩模塑工艺制备混杂纳米复合材料。利用田口L16正交设计方法（OA）系统分析了工艺参数的影响。试验参数包括：MWCNTs/SiO2填料质量分数（0%、1%、2.9%、3%），环氧树脂质量分数（40%、39%、38%、37%），压缩压力（5~35 MPa），成型温度（40~100 °C）。重点考察了拉伸强度和侵蚀磨损性能。研究结果表明，纤维增强类型、纳米填料、基体材料和制造工艺等因素对混杂复合材料的性能有显著影响。通过优化成型温度，拉伸强度达到最优值184.38 MPa；通过降低填料质量分数，侵蚀磨损量显著降低至95.06 mg/kg。该研究为混杂纳米复合材料在结构应用中的设计和优化提供了重要参考。

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