纳米二氧化硅和纳米黏土颗粒对层内机织碳/芳纶混杂复合材料层间撕裂、热性能和吸水性的影响

摘要整理

本研究系统地调查了纳米二氧化硅（NS）和纳米黏土（NC）颗粒掺杂对碳/芳纶纤维增强混杂复合材料（CAFRE）的模式II层间撕裂韧性、热性能和吸水性能的影响。采用热压模具辅助手工铺层法制备了不同纳米颗粒含量的NS和NC改性CAFRE试样，增强纤维采用碳纤维和芳纶纤维的层内机织和斜纹织构。根据ISO-22007标准测定了热导率、热扩散率和比热容等热性能参数与NS和NC颗粒质量分数的关系；按照ASTM D570-98标准进行了吸水性测试。研究结果表明：当NS和NC颗粒含量分别为1.5 wt%和2 wt%时，复合材料的模式II层间撕裂韧性达到最优值。随着NS和NC颗粒质量分数的增加，CAFRE试样的吸水容量逐渐增加；热性能测试显示热扩散率随颗粒含量增加而升高，而比热容则随之降低。研究结果为纳米颗粒改性混杂复合材料的性能优化提供了重要参考。

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