定向排布氧化石墨烯夹层氰酸酯复合材料的设计与制备
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定向排布氧化石墨烯夹层/ 氰酸酯复合材料的设计与制备以树脂基复合材料取代储罐的金属材质来减少燃料或助燃剂储罐的重量, 可以有效地降低其运输成本与火箭发射成本, 具有广阔的应用前景。 目前 , 国内外包括航天领域在此方面已经广泛而深入地进行了试验研究。树脂基复合材料的漏气分为扩散渗漏和破坏渗漏, 国内外的研究内容主要是通过提高树脂基复合材料自身的隔气性能, 以减少扩散渗漏。本文除减少扩散渗漏外 , 还试图提高树脂基复合材料的韧性, 防止裂纹的产生 , 以减少破坏渗漏。首先 , 本文借助定向凝固冰模板, 利用在水溶液中带负电的L- 谷氨酸把在水溶液中带正电的磁性氧化石墨烯, 通过离子键连接起来 , 以达到仿制珍珠层结构的目的。这样既可以增大增强相的片径, 又可以提高树脂复合材料的韧性。利用类珍珠层结构突出的增韧效果, 树脂基复合材料表现出超强的韧性。然后 , 利用二项分布概率模型 , 并作出合理的假设 , 建立定向排布的纳米片增强树脂基复合材料的漏气模型 , 对已有的隔气理论模型进行改进 , 并且进行了数值模拟。模拟结果发现 , 纳米增强相的片径越大和用量越多 , 树脂基复合材料的隔气性能越好。因而 , 对纳米片的用量及片径进行定性分析 , 为后续试验提供理论指导。最后 , 利用氦质谱检漏仪测试树脂基复合材料的隔气性能 , 测试结果表明其隔气性能提高了 52.0%; 利用单边缺陷三点弯曲试验测试树脂基复合材料的韧性 ,测试结果表明其韧性也极大地得到了提高, 提高量大约是定向排布磁性氧化石墨烯增强树脂基复合材料的四倍多。
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