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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 碳纳米管纤维的制备2

1.2.1 碳纳米管溶液纺丝法2

1.2.2 碳纳米管阵列抽丝法7

1.2.3 碳纳米管气凝胶纺丝法11

1.2.4 碳纳米管薄膜加捻／卷绕法14

1.3 碳纳米管纤维的性能研究15

1.3.1 拉伸力学性能15

1.3.2 物理性能22

1.4 碳纳米管纤维的潜在应用25

1.4.1 高强／高韧纤维26

1.4.2 应变／损伤传感器27

1.4.3 传输线27

1.4.4 电化学装置28

1.5 研究目的及主要研究内容30

1.5.1 研究目的30

1.5.2 主要研究内容31

第2章 碳纳米管纤维／环氧树脂复合材料界面性能的研究33

2.1 概述33

2.2 实验部分35

2.2.1 碳纳米管纤维的制备35

2.2.2 单纤拉伸测试35

2.2.3 微滴测试36

2.3 结果与讨论39

2.3.1 碳纳米管纤维的力学性能及其强度分布39

2.3.2 采用微滴测试表征碳纳米管纤维与环氧树脂基体的界面性能43

2.3.3 微滴测试中纤维拉伸断裂的可能性研究49

2.4 本章小结51

第3章 碳纳米管纤维及碳纳米管／环氧树脂复合纤维耐压性能的研究53

3.1 概述53

3.2 实验部分55

3.2.1 碳纳米管纤维／环氧树脂复合材料纤维的制备55

3.2.2 拉伸回弹压缩测试法56

3.3 结果与讨论57

3.3.1 在碳纳米管／环氧树脂复合纤维中树脂对纤维的渗透评估57

3.3.2 纤维的力学拉伸性能58

3.3.3 纤维的耐压性能61

3.4 本章小结72

第4章 碳纳米管纤维及碳纳米管／环氧树脂复合纤维应力松弛行为的研究74

4.1 概述74

4.2 实验部分76

4.2.1 碳纳米管纤维的制备76

4.2.2 单纤拉伸测试76

4.2.3 拉伸应力松弛测试76

4.2.4 原位拉曼测试77

4.3 结果与讨论78

4.3.1 碳纳米管纤维的拉伸性能78

4.3.2 多种纤维应力松弛行为的比较81

4.3.3 纤维应力松弛行为的影响因素82

4.3.4 原位拉曼对纤维拉伸应力传递及应力松弛的研究86

4.3.5 纤维应力松弛行为的拟合模型87

4.4 本章小结88

第5章 基于碳纳米管纤维的可伸展导体薄膜的制备及其性能研究90

5.1 概述90

5.2 实验部分92

5.2.1 碳纳米管纤维及硅橡胶基体的制备92

5.2.2 薄膜导体的电性能测试92

5.3 结果与讨论93

5.3.1 碳纳米管纤维的力学性能93

5.3.2 碳纳米管纤维可伸展导体薄膜的制备94

5.3.3 碳纳米管纤维的折皱行为96

5.3.4 可拉伸导体薄膜的电性能99

5.4 本章小结102

第6章 结论与展望104

6.1 结论104

6.2 进一步工作的方向107

参考文献109

后记123