几何形状定增强效率
针对纤维/基体界面,模型对比管状、粒状、片状三种碳纳米相,发现高长径比纳米管单根增强最强,但需平衡分布密度才能发挥最佳潜力。
Kai, He · Liao, Huanchen · 刘泽佳 · Liu, Yiping · Liqun, Tang · Bao, Yang · 周立成 · 蒋震宇
Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2023
高长径比碳纳米管作为界面增强体时,其单根增强效果优于颗粒状富勒烯和片状氧化石墨烯,因为一维结构能更有效地桥接纤维与基体并传递载荷。
尽管单根纳米管增强效果优异,但其几何特征导致界面区域的分布密度相对较低,这一因素会抵消单根增强的优势,因此必须平衡增强效果与分布密度才能实现最佳性能。
论文建立了一个多尺度力学模型,能够将纳米相的几何形状与复合材料宏观横向拉伸强度直接关联,为根据几何特征筛选和优化界面增强体提供了理论工具。