纳米粘土和官能化纳米氧化石墨烯对碳/酚醛纳米复合材料烧蚀性能的实验研究

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本研究旨在探究含纳米粘土、纳米氧化石墨烯及混合添加剂的碳/酚醛复合材料的热稳定性和烧蚀行为。采用Hummers法制备官能化氧化石墨烯，XRD测试结果显示基面反射峰向2θ=20°以下移动，证实官能化过程成功。将制备的纳米粒子悬浊液按设定质量百分比与酚醛树脂混合，制得纳米复合材料。SEM图像深入分析表明纳米填料在树脂基体中分散均匀，无团聚现象。采用自制预浸料机将200 g/m²碳织物浸渍于制备的纳米复合材料中，制作标准弯曲试样和氧乙炔火焰试样。通过弯曲试验、热重分析和氧乙炔火焰喷枪试验，评估了不同质量百分比纳米粒子对碳/酚醛复合材料力学性能、热稳定性和烧蚀性能的影响。结果表明：仅添加0.1 wt%纳米氧化石墨烯可使炭化产率提高约5%，火焰试验中背面温度保持在100°C以下；0.2 wt%纳米粘土和混合添加剂（0.05 wt%纳米氧化石墨烯+0.1 wt%纳米粘土）样品具有最佳的固体残留量。

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