碳纳米管的分散及力学性能

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碳纳米管的力学性能研究

碳纳米管的力学性能研究

碳纳米管的力学性能研究碳纳米管是石墨烯卷曲而成的空心圆柱体,具有许多优异的力学性能,因此在纳米科技领域备受关注。

本文将就碳纳米管的力学性能进行研究和讨论。

第一部分:碳纳米管的力学性质1. 碳纳米管的弯曲强度:研究表明,碳纳米管的弯曲强度非常高,可以承受较大的外力而不易断裂。

这得益于其高度结晶的晶格结构以及碳原子之间的强键结合。

2. 碳纳米管的拉伸强度:碳纳米管的拉伸强度也是其重要的力学性能之一。

实验研究发现,碳纳米管的拉伸强度可以达到数百至数千GPa,高于大多数其他材料的强度值。

3. 碳纳米管的弹性模量:碳纳米管的弹性模量决定了其在变形时的回复能力。

理论计算表明,碳纳米管的弹性模量可以超过1 TPa,远高于传统材料如钢铁和铝。

第二部分:碳纳米管的应用1. 碳纳米管在纳米机械领域的应用:碳纳米管的优异力学性能使其成为纳米机械领域中的理想候选材料。

例如,在纳米机器人的制造中,碳纳米管可以用作结构支撑,以确保纳米机器人的强度和稳定性。

2. 碳纳米管在强化复合材料中的应用:由于碳纳米管具有优异的强度和刚度,它可以用来增强传统的复合材料,如玻璃纤维和聚合物基复合材料。

这样的复合材料在航空航天和汽车制造等领域有广泛的应用。

3. 碳纳米管在生物医学领域的应用:碳纳米管还可以用于生物医学领域。

其高度结晶的结构和生物相容性使其成为药物传输和组织工程等方面的理想材料。

第三部分:碳纳米管的挑战和未来发展1. 残余应力:在制备碳纳米管过程中,由于温度和压力的影响,碳纳米管内部常常存在残余应力。

这种残余应力可能导致碳纳米管的力学性能下降,因此需要进一步研究和解决。

2. 大规模制备:目前,碳纳米管的大规模制备仍然面临挑战。

高成本和制备工艺的复杂性限制了碳纳米管的广泛应用。

随着技术的进步和研究的深入,相信碳纳米管在未来的应用领域中将会有更大的突破和发展。

我们可以期待碳纳米管的力学性能研究为纳米科技和材料科学领域带来更多的创新和应用。

碳纳米管的优势

碳纳米管的优势

1.力学性能:具有极高的弹性和韧性,杨氏模量是钢的近6倍、抗拉强度是钢的100倍,也是目前自然界中比强度最高的材料。

2.电学性能:导电性显著优于石墨烯、炭黑等材料,且管径越细、长度越长,导电性越好。

3.导热性能:极高的导热率,室温下导热率是金刚石的2倍。

轴向导热性能优、径向导热较差,可合成各向异性的导热材料。

4.化学稳定性:具有耐酸性、耐碱性,在高分子复合材料中添加碳纳米管可以提高材料本身的阻酸抗氧化性能。

5.嵌锂性能优异:碳纳米管的中空管腔、管与管之间的间隙、管壁中层与层之间的空隙及管结构中的各种缺陷,为锂离子提供了丰富的存储空间和运输通道。

碳纳米管增强金属基复合材料的结构与性能研究

碳纳米管增强金属基复合材料的结构与性能研究

碳纳米管增强金属基复合材料的结构与性能研究近年来,碳纳米管增强金属基复合材料因其出色的力学性能和独特的导电特性而备受关注。

它结合了金属基材料的高强度和碳纳米管的优异性能,展现出了潜在的广泛应用前景。

本文将对碳纳米管增强金属基复合材料的结构与性能进行研究,探讨其制备方法、微观结构以及力学性能等方面的关键问题。

首先,我们先介绍一下碳纳米管的结构和制备方法。

碳纳米管是由碳原子按照特定的方式排列形成的纳米级管状结构。

它具有高比表面积、优异的力学性能和导电性能。

目前,常用的制备碳纳米管的方法包括化学气相沉积法、电弧放电法和化学气相淀积法等。

其中,化学气相沉积法是较常用的方法之一,通过将适当气体在高温条件下进行反应,可以得到高纯度、高质量的碳纳米管。

随后,我们将重点关注碳纳米管在金属基复合材料中的应用及其结构。

碳纳米管增强金属基复合材料的制备主要分为两步:首先是将碳纳米管分散均匀,然后与金属基体进行混合。

其中,碳纳米管的分散性对复合材料的性能起着关键作用。

当碳纳米管在金属基复合材料中的分散均匀时,可以形成立体网络结构,提高材料的力学性能和导电性能;而分散不均匀则会降低材料的性能。

此外,碳纳米管在金属基复合材料中的结构也有很大的影响。

一种常见的结构是碳纳米管与金属基体之间的异质结构界面。

由于碳纳米管与金属基体之间存在较大的差异,在界面处会形成间隙和连接缺陷,从而显著影响复合材料的力学性能。

因此,制备高质量的界面结构对于优化复合材料的性能至关重要。

最后,我们需要评估碳纳米管增强金属基复合材料的性能。

力学性能是其中最关键的指标之一。

通过引入碳纳米管,可以显著提高金属基复合材料的强度、硬度和韧性等力学性能。

此外,碳纳米管还能提高复合材料的导电性能和热传导性能。

这使得碳纳米管增强金属基复合材料成为多领域的研究热点,尤其对于电子器件、能源存储和复合纤维等领域具有广泛的应用前景。

综上所述,碳纳米管增强金属基复合材料的研究将有助于深入了解其结构与性能之间的关系,并为其应用提供理论基础。

碳纳米管 分散剂

碳纳米管 分散剂

碳纳米管分散剂
碳纳米管是近年来发展迅猛的新型纳米材料,它的重要性在于其
在电化学和物理方面的表现优异,在科学以及工业领域都能发挥巨大
的作用。

碳纳米管因其小尺寸、导电性能、高率的表界面积等特征而
成为当今最受研究关注的1类纳米材料。

然而,碳纳米管的分散和悬
浮性是研究碳纳米管制备和应用过程中的主要障碍。

因此,有必要研发出碳纳米管的分散剂。

碳纳米管的良好的分散
性可以在有限的条件下有效地分散碳纳米管,使其不结块,从而更加
平均地涂在表面上并形成细腻的薄层,提高表面碳纳米管的比例;碳
纳米管的悬浮剂可以有效地改善运输和喷涂过程中因结块而影响效果,从而实现良好的悬浮效果。

碳纳米管的分散剂分为水性分散剂和有机分散剂两类。

水性分散
剂以水为溶剂,具有较强的溶解度和分散度,能够有效的使碳纳米管
在水中较为均匀分散;有机分散剂以有机溶剂为基础,具有良好的悬浮性,可大大改善碳纳米管在水溶液中的分散状况,提高涂层碳纳米管
表面积。

当今,碳纳米管的分散剂因其对碳纳米管的分散改性作用,尤其
是在分散控制、膜涂层、复合材料和高分子材料中得到广泛应用,具
有重要的实际意义。

综上所述,碳纳米管的分散剂对于碳纳米管的使用和应用是至关
重要的,它的发展可以将碳纳米管的应用范围扩大到很多新的领域,
更好地改善人们的生活。

碳纳米管纤维素在不饱和聚酯树脂中的分散性及力学性能研究

碳纳米管纤维素在不饱和聚酯树脂中的分散性及力学性能研究

第35卷第3期2021年3月中国塑料CHINA PLASTICSVol.35,No.3Mar.,2021碳纳米管/纤维素在不饱和聚酯树脂中的分散性及力学性能研究滕方瑞1,王小峰2,蒋晶3,崔鑫楠4,韩文娟1∗,宇山浩4,李倩1,2(1.郑州大学材料科学与工程学院,郑州450001;2.郑州大学力学与安全工程学院,微纳成型技术国家级国际联合研究中心,郑州450001;3.郑州大学机械与动力工程学院,郑州450001;4.大阪大学应用化学专攻,大阪府吹田市565⁃0871)摘要:在超声改善MWCNT在不饱和聚酯树脂的分散性的基础上,通过非共价官能团化的方法引入处理过的天然填料柠檬酸化纤维素(CNFCA)来增强不饱和聚酯树脂,并采用偏光显微镜、旋转流变仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机等对不饱和聚酯树脂纳米复合材料的结构和性能进行了研究。

结果表明,MWCNT的加入可以使不饱和聚酯复合材料的拉伸性能提高,通过溶剂辅助超声的方法可以使MWCNT的分散性提高,从而进一步提高不饱和聚酯纳米复合材料的力学性能;CNFCA的加入使得不饱和聚酯树脂纳米复合材料的力学性能得到较大程度的提高;超声分散和研磨的方法可以有效地将CNFCA和MWCNT结合在一起,从而提高其在不饱和聚酯中的分散能力。

关键词:不饱和聚酯树脂;碳纳米管;纤维素;超声;流变中图分类号:TQ323.4+1文献标识码:B文章编号:1001⁃9278(2021)03⁃0030⁃08DOI:10.19491/j.issn.1001⁃9278.2021.03.005Study on Dispersibility and Mechanical Properties of MWCNT and CNFCA inUnsaturated Polyester ResinTENG Fangrui1,WANG Xiaofeng2,JIANG Jing3,CUI Xinnan4,HAN Wenjuan1∗,UYAMA Hiroshi4,LI Qian1,2(1.School of Material Science and Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China;2.International Joint Research Laboratory for Micro⁃Nano Moulding Technology,College of Mechanics and Safety Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China;3.College of Mechanical and Power Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China;4.Department ofApplied Chemistry,Osaka University,Osaka565⁃0871,Japan)Abstract:A surface modification was performed to improve the dispersibility of multi⁃walled carbon nanotubes(MW⁃CNT)using an ultrasonic method.Citrated cellulose(CNFCA)as a natural filler was also surface modified by means ofa noncovalent functionalization method.MWCNT/CNFCA⁃reinforced unsaturated polyester resin(UPR)nanocompos⁃ites were prepared and their structure and performance were investigated by using polarizing optical microscope,rotationrheometer,SEM,TEM and universal test machine.The results indicated that the tensile properties of the nanocompos⁃ites were improved with the addition of MWCNT.The dispersibility of MWCNTs could be improved with the aid of sol⁃vent ultrasound,resulting in a further improvement in the mechanical properties of the nanocomposites.The addition ofCNFCA greatly improved the mechanical properties of UPR/MWCNT composites.A combination of ultrasonic disper⁃sion and grinding method can make CNFCA and MWCNT bind together,improving their dispersibility in UPR resin.Key words:unsaturated polyester;carbon nanotubes;cellulose;ultrasound;rheology0前言不饱和聚酯树脂因其耐腐蚀性、良好的介电性能等优异的性能被广泛应用于航空航天,玻璃钢、人造石等建筑材料,涂层、黏结剂等方方面面[1]。

碳纳米管简介

碳纳米管简介
?除做结构复合材料的增强剂外纳米碳管还可做为功能增强剂填充到聚合物中提高其导电性散热能力等4电磁干扰屏蔽材料及隐形材料碳纳米管是一种有前途的理想微波吸收剂可用于隐形材料电磁屏蔽材料或暗室吸波材料
碳纳米管简介
1.碳纳米管的发现 碳纳米管是在1991年1月由日本筑波 NEC实验室的物理学家饭岛澄男使用 高分辨率分析电镜从电弧法生产的碳 纤维中发现的。
2) 锂离子电池 碳纳米管的层间距为0.34nm,略大于石墨的 层间距0.335nm,这有利于Li+的嵌入与迁出,它 特殊的圆筒状构型不仅可使Li+从外壁和内壁两 方面嵌入,又可防止因溶剂化Li+嵌入引起的石 墨层剥离而造成负极材料的损坏。碳纳米管掺 杂石墨时可提高石墨负极的导电性,消除极化。 在锂离子电池中加入碳纳米管,也可有 效提高电池的储氢能力,从而大大提高锂离子电 池的性能。
3) 碳纳米管复合材料
基于纳米碳管的优良力学性能可将其作 为结构复合材料的增强剂。研究表明, 环氧树脂和纳米碳管之间可形成数百 MPa的界面强度。 除做结构复合材料的增强剂外,纳米碳 管还可做为功能增强剂填充到聚合物中, 提高其导电性、散热能力等
4) 电磁干扰屏蔽材料及隐形材料
碳纳米管是一种有前途的理想微波吸收剂,可用于隐形 材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料。 碳纳米管对红外和电磁波有隐身作用的主要原因有两点: 一方面由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长,因 此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多, 这就大大减少波的反射率,使得红外探测器和雷达接收到 的反射信号变得很微弱,从而达到隐身的作用; 另一方面,纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3~4 个数量级,对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得 多,这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大 降低,因此很难发现被探测目标,起到了隐身作用。由于发 射到该材料表面的电磁波被吸收,不产生反射,因此而达到 隐形效果。

碳纳米管增强复合材料的制备与力学性能

碳纳米管增强复合材料的制备与力学性能

碳纳米管增强复合材料的制备与力学性能随着科学技术的发展,新型材料在各个领域得到广泛应用。

碳纳米管增强复合材料作为一种重要的新型材料,在材料科学与工程领域引起了广泛的关注。

本文将对碳纳米管增强复合材料的制备方法和力学性能进行探讨。

一、碳纳米管的制备方法碳纳米管是一种由碳元素构成的纳米材料,具有极高的强度和导电性能。

制备碳纳米管的方法主要包括化学气相沉积法、电弧放电法和化学还原法等。

其中,化学气相沉积法是制备碳纳米管最常用的方法之一。

该方法通过将碳源气体在高温下分解或蒸发生成碳原子,并在金属催化剂的作用下,在载体表面上沉积形成碳纳米管。

此外,还可以通过改变实验条件和掺杂其他元素来调控碳纳米管的性质。

二、碳纳米管增强复合材料的制备方法碳纳米管增强复合材料是将碳纳米管与基体材料结合起来,通过复合增强的方式提高材料的力学性能。

制备碳纳米管增强复合材料的方法主要包括原位生长法、注射法和浸渍法等。

原位生长法是将碳纳米管直接生长在基体材料上,具有较好的界面结合强度。

注射法是将碳纳米管溶液注入基体材料中,通过加热或固化使其固化在基体中。

浸渍法是将碳纳米管浸渍在基体材料中,通过干燥和固化使其与基体结合。

三、碳纳米管增强复合材料的力学性能碳纳米管增强复合材料具有很高的力学性能,主要表现在以下几个方面:1. 高强度:碳纳米管具有极高的强度,可以弥补材料基体原有的弱点,从而提高材料的整体强度。

2. 高刚度:碳纳米管的刚度远高于传统的增强材料,可以增加复合材料的刚度,提高其抗弯刚度和抗拉强度。

3. 良好的韧性:碳纳米管增强复合材料具有较高的韧性,能够在承受外力时发生塑性变形而不易断裂。

4. 优异的导电性和导热性:由于碳纳米管具有良好的导电性和导热性,可以应用于电子器件和热管理领域。

综上所述,碳纳米管增强复合材料是一种具有广阔应用前景的新型材料。

通过合理选择制备方法和优化实验条件,可以制备出具有优异力学性能的碳纳米管增强复合材料,为材料科学与工程领域的发展做出贡献。

碳纳米管力学行为的分子动力学模拟

碳纳米管力学行为的分子动力学模拟

碳纳米管力学行为的分子动力学模拟一、引言碳纳米管作为一种新型的纳米材料,在材料科学和纳米技术领域具有广泛的应用前景。

其独特的力学性质和结构特征对于其在纳米机械、纳米电子学、纳米传感器等领域的应用具有重要意义。

在研究碳纳米管的力学行为时,分子动力学模拟是一种有效的方法,可以帮助人们深入理解碳纳米管的力学性质。

二、碳纳米管的力学性质碳纳米管是由碳原子构成的蜂窝状结构,具有非常优异的力学性能。

其中,碳纳米管的弹性模量、屈服强度、断裂韧性等力学性质是人们关注的重点。

通过分子动力学模拟,可以对碳纳米管在受力过程中的变形、应力分布、断裂行为等进行研究,从而揭示其力学性质的本质。

三、分子动力学模拟方法在进行碳纳米管力学行为的分子动力学模拟时,首先需要建立碳纳米管的模型,包括其几何结构、原子组成等。

通过分子动力学模拟软件(如LAMMPS、GROMACS等)对碳纳米管在外力作用下的原子尺度行为进行模拟,得到其应力-应变关系、变形形貌等信息。

四、力学行为的分子动力学模拟研究进展近年来,关于碳纳米管力学行为的分子动力学模拟研究取得了许多重要进展。

研究者们通过模拟发现,碳纳米管在受拉伸、压缩等外力作用下呈现出丰富多样的力学响应行为,如弹性变形、塑性屈服、断裂等。

分子动力学模拟还揭示了碳纳米管的力学性质与其结构、尺寸等因素之间的内在联系,为定量预测碳纳米管的力学性能提供了理论支持。

五、个人观点对于碳纳米管的力学行为,我认为分子动力学模拟是一种十分有前景和价值的研究方法。

通过模拟可以直观地观察碳纳米管在原子尺度下的变形行为,揭示其力学性质的微观机制。

分子动力学模拟可以辅助实验研究,为设计和应用碳纳米管材料提供指导。

我认为分子动力学模拟将对碳纳米管力学行为的研究产生深远的影响。

六、结论通过分子动力学模拟,我们可以深入理解碳纳米管的力学行为,并揭示其内在的微观机制。

研究者们在这一领域的不懈努力将有助于推动碳纳米管在纳米材料、纳米器件等领域的应用。

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碳纳米管的分散及力学性能
碳纳米管虽然具有诸多优异性能,并能显著增强材料的各项性能,但本身作为高分子材料,分子量较小,管径很小,比表面积大,表面能大,非常容易团聚在一起,这样则会产生反效果
(如?D1所示),尤其是对碳纳米管的复合材料而言,这些团聚起来的碳纳米管管径小以难分散开,同时材料中也会出现应力集中点,会削弱材料性能,因此在使用碳纳米管增强材料的性能及应用在其他方面都必须要将碳纳米管完全分散以达到最佳的使用效果。

1碳纳米管分散
碳纳米管的分散主要使用物理或者化学方法。

团聚体的分散方法主要包括机械搅拌、添加表面活性剂、超声波处理等,所以对碳纳米管的分散方法也主要由这些方法发展而来,物理方法主要有碾磨、球磨、超声波等;化学方法主要有添加表面活性剂、强酸强碱洗涤等;还可采用原位合成法制备碳纳米管复合材料。

1.1强酸洗涤碳纳米管表面存在一些缺陷,而通过使用强酸强碱的强氧化性可将其溶断,再将它们分散[1] 。

强酸洗涤可以把团聚体表面的碳纳米管溶断分散,但无法进入团聚体内部,因此溶液中也就会存在微小的碳纳米管团聚,需要额外的工序将其去除。

1.2 聚合物溶剂
于作龙[2] 等公开了一种分散碳纳米管的方法,即先把碳纳米
管加到具有一定粘度的聚合物溶体中,然后通过研磨装置把碳纳米管均匀分散在聚合物中,同时碳纳米管也会在摩擦力和聚合物内部的剪力等作用下被截断,最后去除聚合物即可。

但使用这种方法无法解决团聚问题,所以效果并不是很好。

1.3 超声波分散
超声波处理的作用可分为两方面:一是由于多壁碳纳米管的管壁上存在着小洞样子的缺陷,运用超声波处理可以使得碳纳米管从缺陷处被震断缩短从而进行分散。

不过可以预见的是在震断的同时也会将碳纳米管团聚物震的更加紧实,反而更加难以分散。

二是在溶液中的产生了大量微小气泡,通过这些气泡“炸开”产生的具有较大能量的冲击波使得周围依靠范德华力结合在一起的碳纳米管被震开,这样也就达到了分散的目的。

1.4 原位生长合成法
原位生长合成法是通过碳纳米管制备工艺,以化学气相沉积法为主,在基体材料表面原位生长出碳纳米管,甚至是定向排列的碳纳米管[3] 。

使用此方法可以在制备碳纳米管的同时就分散,这样就避免了碳纳米管的团聚。

但是该方法工艺繁杂限制条件很多而且不容易控制,并且制备出的复合材料致密度较低,反而无法凸显出碳纳米管的优越性能。

1.5 表面修饰法
目前常用的修饰法分共价修饰法与表面活性剂(SAA非共价修饰法两种。

共价化学修饰法就是把碳管表面氧化或引进有机官能团从而修饰碳纳米管表面[4] ,主要分为强氧化剂处理法、酯化修饰法、烷基化修饰法等。

这种方法可使碳纳米管表面或被缩短的碳纳米管末端的打开,使其末端含有一定数量的活性基团如羟基等。

这样不仅增加了碳纳米管的亲水性使其易溶于水等溶液中,而且为与其它物质或基团反应提供了基础,进而可与亲水基体材料产生较好复合均匀度和黏结界面强度。

而表面活性剂非共价修饰法在有效分散碳纳米管的同时不会对碳纳米管的性能产生负面影响[5] 。

表面活性剂分为离子型与非离子型两种。

不论哪种表面活性剂都会吸附包裹在碳纳米管表面,而不会破坏碳纳米管的结构,离子型表面活性剂吸附在碳纳米管表面,主要依靠亲水基团之间的静电斥力阻止碳纳米管之间的聚集,非离子型表面活性剂| 碳纳米管分散体系也是基于吸附机理,而其头基和尾基杂乱、随机地吸附在的管壁上保持体系稳定。

1.6 应用情况
目前,碳纳米管的分散方法包括机械搅拌法、超声处理法、电场诱导法、表面修饰法(共价修饰、非共价修饰)等,但单一方法都存在无法去除团聚的缺陷,所以在实际运用中多注重以上几种方法的综合使用。

2力学性能
碳纳米管基材料有多种应用方式,主要应用于塑料,电气原件,以及金属基中可以显著提升它们自身的性能,为当下要求越来越高的设备提供优秀的原件以便使用。

下面以水泥基为例,研究加入
MWCNT后它各项力学性能的变化。

2.1抗压强度
韩瑜在他2012-2013 年中所做的试验中,在控制水灰比为
0.35 的情况下,随着碳纳米管用量的增加,比较了水泥抗压强度的不同。

实验测试了六组试件(N0-N5,其中NO为空白对照组),MWCNT的用量分别为0.00、0.05、0.08、0.10、0.12、0.15(wt%),同时分散剂GA的用量也成比例增加,分别为0.00、0.30、0.48、
0.60、0.72、0.90(%,TBP均为0.13%,在这样的情况下,抗压强度分别为77.4、82.9、83.1 、84.5、80.8 、73.0(MPa),N1-N5对比N0得抗压强度增长分别为7.1、7.4、9.2、4.4、-5.7 (%)。

有上述数据可以看出,加入MWCNT后水净泥浆的抗压强度得到显著增强,在MWCNT的用量为0.1wt%时,水泥的抗压强度达到最高为84.5MPa,与空白试件相比提升了9.2%,然后随着MWCNT用量的增加,试件抗压强度反而下降甚至低于空白试件,这种现象应是碳纳米管用量过多导致团聚造成的。

2.2抗折强度
在测试抗折强度时,仍然控制水灰比为0.35,测试了六组
试件(N0-N5), MWCNTsGA TBP的用量与测试抗压强度一致。

在这情况下,测得其抗折强度分别为11.0 、11.7 、15.8 、15.0 、
13.1、10.5 (MPa , N1-N5与N0对比抗折强度的增幅分别为6.4、43.6、36.4、19.1、-4.5 (%)。

[6] 抗折强度变化趋势
和抗压强度类似,不过提升更为明显,当MWCNT用量为0.08wt% 时,试件N2的抗折强度最高为15.8,与空白试件相比提升了43.6%。

3参数变化的影响
除基本的力学性能外,掺量及时间等参数对于水泥基碳纳米管的力学性能也有着较大的影响。

3.1掺量变化
当随着MWCNT加入后,试件的力学强度提升显著。

砂浆的抗压强度随着碳纳米管的掺量增加而增强,当掺量为0.1wt%时,抗压强度达到峰值89.4MPAa较空白试件提升21.6%,之后随着碳纳米管的掺量增加而降低。

抗折强度的变化情况与其类似,当MWCNT掺量为0.8wt%时,试件的抗折强度达到峰值,较空白试件提升38.5%,但随后降低趋势较抗压强度更平缓。

3.2时间变化实验测试碳纳米管掺量不同对于水泥砂浆的力学强
度随龄
期变化的结果如图2所示。

由实验结果可得抗折强度的大小随龄期增长而增大。

当龄期
为7天时试件H3强度最大,其他试件且均高于空白试件。

在7 天到28天之间,试件H2和H3的增幅最快,不过在56天龄期时,抗折强度仅略高于28天时的测量值。

其它试件普遍在28天到56 天龄期时增长较快。

实验测试碳纳米管掺量不同对于水泥砂浆的抗压强度随龄期变化的结果如图3所示。

由实验结果可得,抗压强度的大小也随龄期增长而增大。

在龄期为7天时,试件H1、H2与空白试件相差不大。

且在龄期到28天之前,除了试件H1、H2其他均有较明显的增长。

在龄期在28天到56天之间,除了H5 H6其他试件均没有明显增长。

由上图可知,随着MWCNT掺量的增加,水泥基材料的龄期在不断减小,但H3为一个转折点,当用量大于H3的用量时,龄期反而增加。

4结语综上所述,尽管碳纳米管有着极其卓越的性能但由于它分子量小,容易在材料中形成团聚导致应力集中反而会降低材料性能,所以应当多种分散方法并用达到最佳的使用效果。

同时在水泥基试验中可以看出,碳纳米管的掺量应当适量,过少效果不易体现,过多则会团聚降低材料性能。

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