多壁碳纳米管界面传感器及其在纤维缠绕压力容器原位监测中的应用

来源期刊：复合材料学报2020年第2期

论文作者：杨斌 胡超杰 轩福贞 万云 杨康 肖飚

文章页码：336 - 344

关键词：MWCNT界面传感器;纤维缠绕压力容器;原位监测;吸水特性;原位修复;

摘    要：研发了基于多壁碳纳米管(MWCNT)界面传感器的多功能复合材料,并研究了其在纤维缠绕压力容器健康监测中的应用。首先考察了该界面传感器在复杂环境中的可靠性,分析了MWCNT对纤维/基体界面层间剪切强度的影响,得到了植入MWCNT界面传感器的复合材料在不同水温下吸水特性;随后研究了基于MWCNT界面传感器的纤维/基体界面原位监测和损伤修复,分析了利用该方法原位监测、修复热塑性复合材料界面损伤的可行性;最后将MWCNT界面传感器植入到纤维缠绕压力容器中,并考察了该压力容器在水压疲劳、水压爆破两类载荷下的原位监测效果。研究结果表明:植入MWCNT界面传感器可提高复合材料纤维/基体的界面层间剪切强度,且在一定水温范围内,植入MWCNT的界面强度下降率更低;通过在复合材料中植入MWCNT界面传感器,可实现对纤维增强热塑性树脂复合材料界面的原位监测和修复;利用该方法也能够原位监测纤维缠绕压力容器的工作状态,进而获取其界面损伤信息。