纳米粒子填充高聚物复合材料的力学行为

以刚性、无机纳米粒子填充高聚物复合材料为研究对象，研究材料的制备工艺、微观结构、宏微观力学性能和力学行为，以及三者之间的关系。探索最佳的粒子分散技术，制备出合格的纳米复合材料。采用各种测试技术，测定粒子的尺寸分布、分散性、体积分数、界面相结构和尺寸、晶粒尺寸和结晶度、韧脆转变温度等。利用纳米硬度计、原子力显微镜、扫描和透射电子显微镜等测定组成相的模量、界面开裂的临界载荷和粘结能、损伤和破坏机理等。测定宏观拉伸性能、冲击性能和断裂性能。基于以上的研究结果，建立工艺－结构－性能三者之间的对应关系，并进一步进行数值模拟研究，求得模拟结果与实验结果的统一。最终提出纳米复合材料力学性能预测的理论模型框架和设想。这一研究成果将为工程纳米复合材料的应用提供宝贵的理论和实验依据。从学术意义上说，这一研究项目的完成将使我国在工程纳米复合材料领域迈入世界先进行列。