碳纤维增强环氧复合材料的力学性能研究：微纳填料改性效应

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混杂复合材料通过单向纤维增强与微纳颗粒复合，相比传统复合材料具有显著优势。本研究通过实验系统调查了碳纤维增强聚合物（CFRP）的改性效果，添加质量分数为0.5~5%的磨碎碳纤维和0.1~0.5%的单壁碳纳米管。从工艺角度分析了两种填料的影响，重点评估了对力学和物理性能的作用。主要关注准静态拉伸、弯曲性能及拉-拉疲劳行为。研究表明，添加0.3 wt%单壁碳纳米管时效果最优：静态拉伸强度提高8.6%（从682 MPa增至741 MPa），弯曲强度提高14%（从649 MPa增至740 MPa），短梁剪切强度提高18%。疲劳耐久性也得到显著改善。强化机制主要源于界面剪切性能的改善。与单壁碳纳米管相比，磨碎碳纤维仅在静态加载下提高性能3%~9%，而对疲劳性能产生负面影响。

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