碳納米管水泥基復(fù)合機(jī)敏材料的性能研究開題報(bào)告

碳納米管水泥基復(fù)合機(jī)敏材料的性能研究開題報(bào)告一、研究背景及意義在混凝土材料中，由于其自身極低的拉伸強(qiáng)度和脆性，容易發(fā)生裂縫并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。因而，增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度成為了建筑領(lǐng)域一個(gè)重要的研究方向。碳納米管（CarbonNanotubes，CNTs）以其優(yōu)異的力學(xué)性能，受到了業(yè)界廣泛的關(guān)注。它具有強(qiáng)度高、彈性模量大、韌性好等特性，被認(rèn)為是高性能材料的理想增強(qiáng)劑。然而，研究表明，CNTs在混凝土中分散困難，既影響了混凝土的施工性，也影響了CNTs的增強(qiáng)效果。因此，為解決這個(gè)問題，近年來(lái)，研究者開始采用將CNTs與水泥基材料結(jié)合的方式，制備出了具有機(jī)械和物理性能的碳納米管水泥基復(fù)合材料。機(jī)械和物理性能是指，該材料具有很高的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)還保持了良好的韌性和耐久性。然而，目前對(duì)于碳納米管水泥基復(fù)合材料的性能研究還不夠深入，主要存在以下問題：1.目前對(duì)碳納米管水泥基復(fù)合材料中CNTs的分散性、分布和晶體結(jié)構(gòu)等方面的研究成果還不夠豐富，需要進(jìn)一步探究。2.對(duì)于碳納米管和水泥石的復(fù)合機(jī)理、增強(qiáng)機(jī)理還不太清楚，需要進(jìn)行深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究。3.在使用CNTs增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，CNTs的含量、尺寸和形狀等參數(shù)都會(huì)影響其增強(qiáng)效果，需要進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試和分析。在這種情況下，本研究將研究碳納米管水泥基復(fù)合材料的性能，并探究其中的復(fù)合機(jī)理和增強(qiáng)機(jī)理，以期為工程建筑領(lǐng)域提供更加優(yōu)秀的抗拉強(qiáng)度復(fù)合材料。二、研究?jī)?nèi)容本研究的主要目的是開發(fā)碳納米管水泥基復(fù)合機(jī)敏材料，其中，主要包括以下內(nèi)容：1.碳納米管水泥基復(fù)合材料的制備選用適當(dāng)?shù)姆椒▽NTs與水泥基材料結(jié)合起來(lái)，制備出具有優(yōu)良機(jī)械性能和穩(wěn)定性的碳納米管水泥基復(fù)合材料。此外，也將探索不同制備工藝的影響以及適用性。2.碳納米管水泥基復(fù)合材料的表征利用掃描電鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射分析（XRD）等儀器對(duì)制備的碳納米管水泥基復(fù)合材料進(jìn)行表征分析，研究CNTs的分散度、形態(tài)、尺寸等方面的影響，探究其增強(qiáng)機(jī)理。3.碳納米管水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能測(cè)試與分析對(duì)制備的碳納米管水泥基復(fù)合材料進(jìn)行抗拉、抗壓、彎曲等力學(xué)性能測(cè)試，并分析其中碳納米管的含量、尺寸、形狀等參量的影響，探究其增強(qiáng)機(jī)理。4.碳納米管水泥基復(fù)合材料的機(jī)敏材料性能測(cè)試與分析利用碳納米管的導(dǎo)電性質(zhì)，針對(duì)碳納米管水泥基復(fù)合材料的機(jī)敏材料特性進(jìn)行測(cè)試，研究其在溫度、壓力、光照等外界力的作用下的行為特性和變化規(guī)律，探究其機(jī)敏材料機(jī)理。三、研究方法本研究采用以下方法：1.制備方法：采用不同的制備方法，如機(jī)械混合、化學(xué)氣相沉積等，制備碳納米管水泥基復(fù)合材料，并優(yōu)選出適用的制備方法；2.表征方法：采用SEM、TEM、XRD等表征手段對(duì)制備的復(fù)合材料進(jìn)行分析表征，探究CNTs的分散度、形態(tài)、尺寸等方面的影響；3.機(jī)械性能分析方法：采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備對(duì)制備的碳納米管水泥基復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，研究不同CNTs參量的影響，探究其增強(qiáng)機(jī)理；4.機(jī)敏材料性能測(cè)試方法：采用電阻計(jì)、紅外光譜等儀器對(duì)水泥基碳納米管復(fù)合材料的機(jī)敏材料性能進(jìn)行測(cè)試。四、預(yù)期成果及意義1.成果：（1）探究CNTs與水泥基材料的復(fù)合機(jī)理，研究其增強(qiáng)機(jī)理；（2）制備出性能優(yōu)異的碳納米管水泥基復(fù)合材料，并比較不同制備工藝的差異；（3）對(duì)制備的水泥基碳納米管復(fù)合材料的混凝土力學(xué)性能和機(jī)敏材料性能進(jìn)行