泡沫状排列碳纳米管动力学行为的实验研究

我发布了一些我们对分层纤维材料的动态行为进行的实验研究，使用垂直排列的碳纳米管作为模型材料。我希望这些对那些对屈曲不稳定性、多尺度行为和能量吸收机制感兴趣的人有用。

概述:

软分层材料通常表现出独特的功能特性，这些特性对不同长度尺度上的几何形状和微观和纳米结构特征的组织非常敏感。碳纳米管(CNT)泡沫是一种具有纤维形态的分层材料，以其卓越的物理、化学和电学性能而闻名。它们复杂的微观结构使它们在不同的长度尺度和不同的加载制度下表现出有趣的力学响应。尽管在过去的几年里，人们对这些材料的力学行为进行了研究，但它们在高速有限变形下的响应以及它们的微观结构对整体力学行为和能量耗散特性的影响仍然难以捉摸。

在这些文章中，我们介绍了排列碳纳米管泡沫在10^的高应变率下的响应2- 10 ^4s ^1。研究了不同长度尺度下的体积动力响应和基本变形机制，并将其与泡沫的微观结构特征联系起来。我们开发了一个实验平台，用于研究碳纳米管泡沫在高速变形中的力学，包括对应变和传递力的直接测量，并允许通过高速显微镜对样品变形进行全场可视化。

我们合成了各种碳纳米管泡沫(例如，垂直排列碳纳米管(VACNT)泡沫、螺旋碳纳米管(HCNT)泡沫、微结构碳纳米管泡沫和具有微尺度异质性的碳纳米管泡沫)，并表明这些材料的整体功能特性是高度可调的，无论是通过在合成过程中定制它们的微观结构，还是通过设计利用结构力学原理的微结构。我们还开发了使用多尺度质量-弹簧模型来描述体动力响应的数值模型，并确定了小于样本高度的长度尺度下的力学性能。

控制微观结构特征的几何形状及其局部相互作用的能力，允许创建具有所需功能特性的新型分层材料。这项工作对控制碳纳米管泡沫体响应的关键结构-功能关系提供了基本的理解，可以扩展到其他纤维、柔软和分层材料。研究结果可用于为不同的工程应用设计具有定制性能的材料，如减震、减震和包装。

文章:

1.张建军，张建军，等。软质复合材料动态特性的实验研究。实验力学生态学报，2014,54 (8).1319-1328,doi:10.1007 / s11340 - 014 - 9896 - 9。

2.Thevamaran R.， Meshot急诊室。，陈志强，冲击碳纳米管泡沫的冲击形成和速率效应，碳中文信息学报，2015,pp.390-398。doi: 10.1016 / j.carbon.2014.12.006。

3.Thevamaran R.， Karakaya M.， Meshot ER。，张建军，张建军，张建军，螺旋碳纳米管泡沫材料的冲击应变响应研究，RSC的进步中文信息学报，2015,pp.29306-29311, doi:10.1039 / C5RA03561A。

4.李建军，张建军，张建军，等。纳米碳纳米管的动态特性研究。先进工程材料中文信息学报，17 (10)2015,pp.1470-1479, doi:10.1002 / adem.201400571。

5.张建军，张建军，张建军，等。碳纳米管泡沫微尺度非均质带应变局部化及冲击响应。碳中文信息学报，2016,pp.184-190。doi:10.1016 / j.carbon.2015.12.069。