电热效应对碳纳米管修饰碳纤维复合材料剪切性能的影响
来源期刊：玻璃钢/复合材料2021年第3期
论文作者：王炳琛 刘玲
文章页码：82 - 87
关键词：电热效应;碳纳米管（CNTs）;CFRP;电导率;复合材料;
摘 要：随着在航空航天领域的广泛应用,碳纤维增强树脂基复合材料（CFRPs）既要求可以作为结构件,也要求具有导热导电等功能特性。因此,CFRPs往往面临着复杂的多场耦合环境,其中电热耦合是伴随着高导电CFRPs的应用而产生的。为分析CNTs的加入对CFRPs电热性能和剪切性能的影响,本文制备了碳纳米管（CNT）多孔薄膜,将其引入[±45°2]s层合板的±45°界面,研究了CNT薄膜对层合板面内电导率以及电热效应对面内剪切性能的影响,并与相应的温度载荷情况进行了对比。研究表明,CNT薄膜的引入使CFRPs电导率提升了65%～180%,使表面温度提升了10.8%～29.5%,其剪切强度、模量也均有所提高,同时,温度的升高可以提高CFRPs的力学性能,但CNTs改性CFRPs后这一现象并不明显。这充分表现出CNTs薄膜不仅可以改善CFRPs的电热性能,还可以对层间力学性能起到充分的增强作用。
王炳琛，刘玲
同济大学航空航天与力学学院复合材料与结构研究所
摘 要：随着在航空航天领域的广泛应用,碳纤维增强树脂基复合材料（CFRPs）既要求可以作为结构件,也要求具有导热导电等功能特性。因此,CFRPs往往面临着复杂的多场耦合环境,其中电热耦合是伴随着高导电CFRPs的应用而产生的。为分析CNTs的加入对CFRPs电热性能和剪切性能的影响,本文制备了碳纳米管（CNT）多孔薄膜,将其引入[±45°2]s层合板的±45°界面,研究了CNT薄膜对层合板面内电导率以及电热效应对面内剪切性能的影响,并与相应的温度载荷情况进行了对比。研究表明,CNT薄膜的引入使CFRPs电导率提升了65%～180%,使表面温度提升了10.8%～29.5%,其剪切强度、模量也均有所提高,同时,温度的升高可以提高CFRPs的力学性能,但CNTs改性CFRPs后这一现象并不明显。这充分表现出CNTs薄膜不仅可以改善CFRPs的电热性能,还可以对层间力学性能起到充分的增强作用。
关键词：电热效应;碳纳米管（CNTs）;CFRP;电导率;复合材料;
