题目：复合材料界面力学增强机理研究

随着航空科技的发展，飞行器的飞行速度不断攀升，对其表面涂层和柔性蒙皮的理化性能提出了更高的要求。本课题组首次提出了生物型吸波微粒和仿生增强柔性蒙皮的概念，本文在此基础上进一步探索复合材料基体和功能填料之间的界面增强机理，优化填料的改性方法以及复合材料的制备工艺。

本文首先系统阐述了复合材料界面作用机理的研究进展，全面分析了增强填料的发展历史以及界面改性的工艺方法。以硅藻土为对象，首先采用硅烷偶联剂对其表面进行改性、测试改性效果，制备了改性硅藻土/环氧树脂复合材料并对其力学性能进行了测试，证明了硅烷偶联剂的最佳用量为硅藻土总质量的3%，改性硅藻土的最佳添加比为环氧树脂基体的6%。为了分析硅藻土对环氧树脂增强的界面作用机理，本文设计对比同材质的云母粉和硅藻土对环氧树脂力学性能的增强效果，分别制备了两种填料的环氧树脂复合材料，测试力学性能并观察拉伸样断面微观形貌，结果表明，硅藻土壳片表面的多孔结构是其能产生增强效果的根本原因，这对复合材料界面增强机理做了很好的补充。

以真海鞘为对象，首先通过硫酸水解法成功提取了外被囊纤维素纳米晶须，再运用傅立叶红外光谱分析（FT-IR），X-射线衍射分析仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等多种分析手段测试分析，证明了提取到的纳米晶须具有优良的理化性能。针对纤维素纳米晶须表面强极性和易团聚的问题，本文对其进行了硅烷偶联剂表面改性，经测试分析表明，得到了很好的改性效果。为了验证生物纤维对硅橡胶基体的增强效果，本文制备了改性真海鞘纤维素纳米晶须/硅橡胶复合材料，测试了不同改性纳米晶须添加比的复合材料拉伸性能。结果表明，改性真海鞘纤维素纳米晶须增强最佳配比为0.8%。为了分析生物型纤维增强硅橡胶界面作用机理，本文对改性纳米晶须/硅橡胶复合材料断面进行了扫描电镜测试分析，结果表明，纳米晶须改性后能够均匀地分散在硅橡胶中，断面处存在着晶须的拔出和桥联现象，验证了生物纤维增强橡胶复合材料的界面增强机理，并对其在复合材料中的进一步应用进行了总结和展望。