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Ni硅橡胶复合材料的微纳米效应的研究的开题报告

一、研究背景与意义

夹杂填充是增强橡胶复合材料力学性能的重要方法之一。然而，填充物于橡胶中的竞争效应、界面的相互作用等因素也将显著影响复合材料的性能。特别是对于纳米级填充物，由于其具有高比表面积和高内部反应性，因此可以通过表面修饰、界面处理等方法，实现纳米级填充物与橡胶基体之间的协同增强效应，从而构建具有优异性能的橡胶复合材料。因此，对夹杂填充橡胶基复合材料中的微纳米效应进行深入研究，对于掌握其力学性能与结构之间的关系，提高橡胶复合材料的配方设计和应用性能具有极其重要的意义。

二、研究内容和技术路线

1.复合材料制备：

以天然橡胶或灵活聚氨酯等为基体材料，以硅颗粒、氧化钇等纳米填料为填充物，采用两步法进行夹杂填充制备橡胶基复合材料。

2.形态与结构表征：

用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等表征手段对夹杂填充橡胶基复合材料的形貌结构、粒径、分布等进行表征。

3.力学性能测试：

通过拉伸试验、压缩试验、剪切试验等手段，对复合材料的力学性能包括拉伸强度、模量、疲劳寿命、耐磨性等进行测试。

4.微纳米效应机理研究：

研究纳米级填料与橡胶基体之间的协同增强效应机理，探究其对复合材料性能的影响及其机制，成为本项研究的重要内容之一。

三、研究预期目标

1.制备优异性能的Ni硅橡胶复合材料，增加填充物浓度可有效提高复合材料的力学性能；

2.探究Ni硅纳米填料与橡胶基体间的复合效应机制，揭示其对性能影响的本质；

3.建立Ni硅橡胶复合材料的力学性能与结构关系模型，为橡胶复合材料的设计和制备提供理论依据。

四、研究人员队伍

本项目由一名指导教师及其研究生团队组成，具有丰富的橡胶复合材料制备、表征与力学性能测试经验，研究生团队成员分工明确、协作默契，成员皆为橡胶材料与工程领域的研究生，并且团队成员均为全日制研究生，有足够的时间和精力投入到本项研究中去。