通过拉伸过程中的原位结构研究理解碳纳米管纤维中的协同承载
应用物理
2020-08-05 v2 材料科学
摘要
碳纳米管（CNT）纤维已确证为一种新型高性能纤维，但其拉伸力学性质仍仅为组成 CNTs 的很小一部分。明确的构效关系与精确的力学模型是弥补这一差距的迫切需求。本工作中，我们通过在拉伸变形过程中进行原位同步辐射广角与小角 X 射线散射以及拉曼光谱，分析 CNT 纤维中的结构演化与分子应力传递。结果表明，CNT 纤维可精确描述为束的网络，这些束依据材料初始取向分布函数并遵循 Weibull 分布而渐进滑移。该模型解耦了 CNT 排列与协同承载程度的影响，正如以不同牵伸比生产的纤维所展示的那样。它也有助于解释直接纺丝法生产的 CNT 纤维异常高的韧性（断裂能），这是结构材料抗冲击的关键性质之一。
引用
@article{arxiv.2005.03305,
title = {Understanding cooperative loading in carbon nanotube fibres through in-situ structural studies during stretching},
author = {J. C. Fernández-Toribio and A. Mikhalchan and C. Santos and A. Ridruejo and J. J. Vilatela},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.03305},
year = {2020}
}
备注
23 pages, 6 figures; corrected Acknowledgements, other text and results unchanged