Ni-Ti合金纤维环氧树脂复合材料的界面改性研究的中期报告.docx

Ni-Ti合金纤维环氧树脂复合材料的界面改性研究的中期报告 1. 研究目的和背景 Ni-Ti合金纤维具有良好的形状记忆和超弹性能，已被广泛应用于弹性模量调节、结构健康监测等领域。然而，其作为增强材料的应用受到其表面化学稳定性不足和与基体材料之间的粘结强度不足的限制。因此，本研究旨在通过对Ni-Ti合金纤维表面进行界面改性，提高其与环氧树脂基体之间的粘结强度，为其在复合材料中的应用提供技术支持。 2. 界面改性方法 （1）表面氧化处理：采用机械化学法将Ni-Ti纤维表面氧化处理，利用自由基反应在Ni-Ti表面形成羟基基团和氧化物，提高其与环氧树脂之间的相容性和粘结强度。 （2）表面接枝改性：采用化学还原法将Ni-Ti纤维表面接枝聚乙烯醇，增加其表面亲水性，提高其与环氧树脂之间的相容性和粘结强度。 3. 实验设计 （1）制备Ni-Ti合金纤维：采用电化学沉积法制备Ni-Ti合金纤维。 （2）表面处理：将Ni-Ti纤维分别进行表面氧化处理和表面接枝改性。 （3）制备复合材料：将处理后的Ni-Ti纤维与环氧树脂混合，制备Ni-Ti纤维环氧树脂复合材料。 （4）材料力学性能测试：使用拉伸试验机测试纤维增强复合材料的力学性能，如拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率等参数。 （5）界面结构表征：采用扫描电镜和X射线光电子能谱（XPS）等表征方法对Ni-Ti纤维表面和Ni-Ti纤维/环氧树脂界面进行表征。 4. 预期结果 通过本次研究，预期可以得出以下结论： （1）表面氧化处理和表面接枝改性均可以提高Ni-Ti纤维与环氧树脂之间的粘结强度。 （2）经过界面改性的Ni-Ti纤维环氧树脂复合材料具有更好的力学性能。 （3）界面结构表征可以从微观角度揭示Ni-Ti纤维/环氧树脂界面的改性机制。 5. 研究意义 本研究将有助于开发高性能、高可靠性的Ni-Ti纤维增强复合材料，在航空航天、汽车、医疗器械等领域具有广泛应用前景。同时，该研究还将对提高纳米复合材料界面的稳定性和粘结强度提供新思路和新方法。