碳纳米纤维调控粉煤灰基地质聚合物力学/传感性能优化 |
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作者姓名: | 范兴昊 刘叶帆 张国昊 欧阳静 杨华明 胡海龙 张帆 |
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作者单位: | 1. 中南大学资源加工与生物工程学院;2. 中南大学矿物材料及其应用湖南省重点实验室;3. 中南大学航空航天技术研究院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(52204299);;长沙市自然科学基金资助项目(kq2202093);;湖南省自然科学基金资助项目(2022JJ40623,2022JJ30722)~~; |
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摘 要: | 采用物理混合法向粉煤灰基地质聚合物中加入碳纳米纤维(CNF),制备不同CNF质量分数(0~2.0%)的粉煤灰基地质聚合物复合材料。通过对粉煤灰基地质聚合物复合材料微结构、力学性能、电学性能及传感性能进行研究,揭示CNF调控粉煤灰基地质聚合物力学与传感性能的具体演变规律,并对CNF质量分数为0.5%的复合材料进行循环稳定性实验及方差稳定性量化分析。研究结果表明:当CNF添加量增加时,粉煤灰基地质聚合物的弹性模量和抗弯强度皆显著提升;当CNF质量分数为0.5%和2.0%时,复合材料的弹性模量分别提升到1.35 MPa和0.23 MPa,抗弯强度分别提升到3.9 MPa和0.32 MPa;此外,随CNF质量分数增加,复合材料的电阻率随之降低,当CNF质量分数达到2.0%时,复合材料的电阻率降低到46Ω·m,CNF的添加有利于粉煤灰基地质聚合物导电能力提升;在单向加压实验条件下,当CNF质量分数为0.5%、1.0%和2.0%时,复合材料的传感灵敏度分别为71.56、57.33与25.58,随着CNF的加入量不断增大,粉煤灰基地质聚合物的传感灵敏度先增后减,通过实验判断CNF质量分数阈值可能为0...
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关 键 词: | 地质聚合物 碳纳米纤维 传感性能 健康监测 |
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