静电纺丝PAN/CNT纤维取向结构与力学性能的研究的开题报告一、研究背景与意义静电纺丝技术是近年来快速发展的一种纳米纤维制备技术，其通过利用静电作用将高分子材料拉伸成纳米级纤维，具有制备工艺简单、成本低廉、纤维直径可调、表面积大等优势，因此在化学、生物、医药、能源等领域得到了广泛应用。相比于其他纤维制备技术，静电纺丝制备的纳米纤维具有高比表面积和高拉伸强度等优点。PAN纤维和CNT纤维分别具有优异的力学性能和导电性能，在复合技术中具有广泛应用前景。为了进一步提高这两种纤维的力学性能，研究纤维的取向结构对其力学性能的影响十分重要。因此，本研究拟通过静电纺丝技术制备PAN/CNT复合纳米纤维，研究上述纤维的取向结构与力学性能之间的关系，为复合材料的设计和制备提供理论参考。二、研究目标本研究的主要目标如下：1.制备不同取向结构的PAN/CNT复合纳米纤维；2.通过纳米压痕仪和纳米拉伸仪等手段测量不同取向结构的纤维的力学性能；3.分析纤维取向结构与其力学性能之间的关系。三、研究内容与技术路线1.制备PAN/CNT复合纳米纤维本研究将采用静电纺丝技术制备PAN/CNT复合纳米纤维。首先，采用超声波处理将PAN溶液和CNT溶液均匀混合，并控制其比例，制备出不同配比的PAN/CNT复合溶液。然后，利用静电纺丝机制备出不同取向结构的PAN/CNT复合纳米纤维。2.测量PAN/CNT复合纳米纤维的力学性能利用纳米压痕仪和纳米拉伸仪等手段分别测量不同取向结构的PAN/CNT复合纳米纤维的硬度、弹性模量、断裂强度等力学性能。3.分析取向结构与力学性能之间的关系通过比较不同取向结构的PAN/CNT复合纳米纤维的力学性能，分析不同取向结构对纤维力学性能的影响。同时，通过纤维的SEM观察和XRD分析，对不同取向结构的PAN/CNT复合纳米纤维进行组织结构表征，探究纤维取向结构与力学性能之间的关系。四、研究预期成果本研究旨在探究静电纺丝PAN/CNT复合纳米纤维的取向结构与力学性能之间的关系，预期研究成果包括：1.通过静电纺丝技术制备出不同取向结构的PAN/CNT复合纳米纤维；2.通过纳米压痕仪和纳米拉伸仪等手段测量不同取向结构的纤维的力学性能；3.分析不同取向结构对纤维力学性能的影响；4.探究纤维取向结构与力学性能之间的关系，为复合材料的设计和制备提供理论参考。