轻质高强复合材料制造技术

本发明专利技术涉及一种轻质高强复合材料，该材料为仿贝壳结构复合树脂，其中，以纳米片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了高于纯塑料的强度。另一方面，该“砖泥”仿生结构大幅提高了材料韧性和抗裂纹扩展性能。高度取向的二维纳米片可有效提高复合材料的强度和韧性。即通过添加少量无机物的带来强度韧性的极大提高，实现轻质高强。本发明专利技术简便地实现了仿贝壳结构复合树脂的快速制备、厚度控制、微观结构控制，并实现制备多种形态和功能的纳米片复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高性能新材料，具体涉及轻质高强复合材料。

技术介绍

1、具有轻质、高强、高韧等特点的结构材料在国防军事、航空航天、生物医学等战略性领域发挥着重要的作用，也是材料科学研究中的一个重大挑战。人们发现，经过亿万年的选择进化，许多天然结构材料很好地实现了上述性能。这些天然结构材料尽管由相对简单的成分组成，但由于其内部特有的多尺度复杂有序结构，实现了优于人工合成材料的性能。

2、在众多的天然材料中贝壳珍珠母的性能尤为突出。珍珠母是由95vol.％脆性的碳酸钙矿物薄片和5vol.％强度较弱的有机质组成，却具有高强度，高韧性的特点，吸引了很多科学家模仿珍珠母的微观结构，以制造具有高强度、高韧性的仿贝壳结构材料，人们开发了多种方法来制备具有不同功能的仿贝壳结构材料。

3、传统成型法是最早用来制备仿贝壳结构材料的方法，最初用来改善层压复合材料的断裂韧性。但是由于传统成型法中“砖”结构的厚度通常处于微米级水平，远远超过了天然珍珠母文石片的厚度，制备得到的复合材料的力学性能不如天然贝壳珍珠母。使用层层组装法制备仿贝壳结构复合材料可以精确地控本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.轻质高强复合材料，其特征在于，包括纳米材料骨架和填充于所述纳米材料骨架的树脂；所述纳米材料骨架通过以下方法制备得到：将二维基元、凝胶组分分散于水中，形成组装液，其中二维基元的体积分数在20vol％以下；将可以释放带电粒子的基底置于组装液中，二维基元沿着基底表面组装；去除基底和凝胶组分，即得到由二维基元组成的纳米材料骨架，所述二维基元沿着基底表面取向；其中，二维基元可与所述带电粒子形成静电作用；所述凝胶组分能在所述带电粒子诱导下形成凝胶。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述二维基元氮化硼纳米片、氧化铝纳米片、玻璃片、云母片、粘土片、石墨烯、二硫化钼等至少一种...

【技术特征摘要】

1.轻质高强复合材料，其特征在于，包括纳米材料骨架和填充于所述纳米材料骨架的树脂；所述纳米材料骨架通过以下方法制备得到：将二维基元、凝胶组分分散于水中，形成组装液，其中二维基元的体积分数在20vol％以下；将可以释放带电粒子的基底置于组装液中，二维基元沿着基底表面组装；去除基底和凝胶组分，即得到由二维基元组成的纳米材料骨架，所述二维基元沿着基底表面取向；其中，二维基元可与所述带电粒子形成静电作用；所述凝胶组分能在所述带电粒子诱导下形成凝胶。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述二维基元氮化硼纳米片、氧化铝纳米片、玻璃片、云母片、粘土片、石墨烯、二硫化钼等至少一种。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述树脂是将预聚树脂或高分子单体注入纳米材料骨架后聚合得到。

4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏浩，王耀光，高微微，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：