碳納米管復合材料宏觀性能評估方法

新材料及其應用

一、項目分類

關鍵核心技術突破

二、成果簡介

目前碳納米管復合材料的制備過程影響因素復雜，制備結果不確定性大。 針對此難題，本成果建立了一種碳納米管復合材料宏觀性能的評估標準，將碳納米管界面空間填充程度與復合材料的宏觀性能聯系起來，實現最終復合材料性能的評估和預測。

本成果基于碳納米管微觀形貌表征和電鏡分形維數計算，研發了一種碳納米管界面的數量和均勻度（即界面空間填充程度）評估方法，首先，實現碳納米管分形界面空間填充程度的定量化表征。其次，基于該定量化表征方法闡明碳納米管界面空間填充程度與聚合物基復合材料性能間的關系。結果表明，復合材料的電導率和機械強度分別隨界面空間填充程度的增大呈指數和線性增加。這種對應關系建立起了界面空間填充程度和碳納米管復合材料宏觀性能間的直接聯系，且該聯系與生產過程中采用的碳納米管分散方法、碳納米管濃度、碳納米管類型以及復合基體無關。本成果普遍適用于碳納米管復合材料的宏觀性能評估，也可推廣至各類納米填充復合材料，對于指導納米填充復合材料的制備具有十分重要意義。

發明專利

通過中試

達到國際領先水平

獨立研究