[00113460]功能型玻璃纤维用于预测复合材料结构缺陷的研究

本研究提出在传统玻璃纤维表面引入CNTs或石墨烯来制备具有多功能性质的玻璃纤维。通过检测纤维在GFRP中的力学和电学性质来揭示应力在纤维和缺陷结构中的分布状况,从而达到预测GFRP在应力下裂纹的产生、扩展等过程,为评价复合材料的寿命提供依据。项目基本按照计划执行,主要研究内容包括以下3个方面： 1)功能型玻璃纤维的制备：以商业化玻璃纤维为基体,通过电泳法在其表面涂覆含碳纳米材料（CNTs和石墨烯）,实现碳纳米材料在纤维表面的分散。汲取在制备内部含CNTs玻璃纤维方面的失败经验,采用化学气相沉积法在玄武岩纤维表面生长CNTs。 2)功能型玻璃纤维的力学、电学行为：研究单根纤维的力学行为以及在不同应变条件下的电阻变化情况,探索纤维的应变和其电阻变化之间的关系。 3)功能型玻璃纤维用于复合材料结构缺陷的预测研究：采用手糊法将单根纤维植入环氧树脂中制备含功能型玻璃纤维的GFRP材料,通过研究材料在负载条件下的电学和光学性质变化情况,揭示材料内部裂纹产生、扩展和累积破坏情况。 本项目执行期间,负责人在中科院新疆理化所建立了一个以高分子复合材料研究为基础的科研平台,形成了一个以中青年学术人才为主的从事功能型纤维和纳米复合材料制备为主体的科研队伍,并获得了迅速成长,获得多项学术荣誉和奖励。项目在执行期内完成学术专著章节1篇,发表学术论文4篇（另有2篇正在投稿中）,5次参加国际学术会议并作会议发言（其中2次为特邀报告）,依托本项目培养研究生3名。