石墨烯增强弹性体纳米复合材料中力学渗流现象的建模
应用物理
2019-11-19 v1 材料科学
摘要
石墨烯被认为是制备多功能纳米复合材料的理想填料；因此，大量工作集中于评估和建模其增强特性。在本工作中，我们通过设计一组适用于渗流阈值体积分数（Vp）以下和以上填料含量的新方程，成功地对热塑性弹性体（TPE）被石墨烯纳米片（GNPs）增强时所观察到的力学渗流现象进行了建模。所提出的细观力学模型基于成熟的剪切滞后理论和混合律的组合，并用于分析力学增强的不同阶段和机制。研究发现，当 GNPs 含量低于 Vp 时，增强源于单个 GNPs 薄片高效传递应力的固有能力。此外，在较高填料含量且高于 Vp 时，由于相邻薄片间距离的减小，纳米复合材料表现出加速硬化。本文推导的模型与实验数据一致，并深入讨论了在此类复合材料中石墨烯的优异性能无法被充分利用的原因。
引用
@article{arxiv.1903.10224,
title = {Modelling mechanical percolation in graphene-reinforced elastomer nanocomposites},
author = {Mufeng Liu and Ian A. Kinloch and Robert J. Young and Dimitrios G. Papageorgiou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.10224},
year = {2019}
}
备注
29 pages, 12 figures