陳 官 ,馬傳國(guó),2* ,付澤浩 ,王 靜 ,王亞珍,2

（1.桂林電子科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,廣西 桂林 541004；2.廣西信息材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西 桂林 541004）

碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂（CF/EP）復(fù)合材料由于具有高比模量、高比強(qiáng)度的突出優(yōu)點(diǎn)，目前在汽車(chē)、航空航天、船舶等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1-2]。由多層碳纖維布浸漬環(huán)氧樹(shù)脂并經(jīng)模壓固化制成的層合板，在纖維層面內(nèi)沿纖維軸向方向的性能十分出色，而纖維層間的環(huán)氧樹(shù)脂基體韌性較低，成為承載的薄弱點(diǎn)，在使用過(guò)程中易出現(xiàn)層間失效現(xiàn)象，因此改善復(fù)合材料的層間斷裂韌性研究具有十分重要的意義[3-4]，一直是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料領(lǐng)域研究的關(guān)注熱點(diǎn)。目前，常見(jiàn)的層間增韌方法主要包括基體樹(shù)脂增韌[1-2]、纖維表面改性[5]以及纖維層間插層膜增韌[6-7]等三種方法。納米粒子改性是環(huán)氧樹(shù)脂基體增韌的常用方法，這主要?dú)w因于納米粒子具有增韌效率高且對(duì)加工性能影響小等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，碳納米管（CNTs）、氧化石墨烯（GO）、石墨烯、石墨烯納米片等碳系新材料已成為該研究領(lǐng)域的熱門(mén)增韌納米粒子[8-10]，不僅因?yàn)樽陨砹W(xué)性能優(yōu)異，而且其幾何不對(duì)稱(chēng)性還會(huì)引起復(fù)雜的增韌行為，相較常見(jiàn)的無(wú)機(jī)納米粒子如黏土、SiO2，具有更為顯著的增韌效果。由于GO 表面具有大量的含氧基團(tuán)，與基體的親和性較好，因而具有易于分散、與基體的界面相互作用強(qiáng)等特點(diǎn)，這是影響層間增韌效果的重要積極因素[11-12]。幾何不對(duì)稱(chēng)性的碳納米材料在電場(chǎng)或磁場(chǎng)等外場(chǎng)作用下發(fā)生取向后還能夠更加顯著地提升增韌效果[13-14]。最近的研究表明[15-17]，將兩種納米粒子復(fù)合或簡(jiǎn)單共混在一定條件下能夠產(chǎn)生明顯的協(xié)同增韌作用，如石墨烯與碳納米管[15]、碳納米管與蒙脫土納米粒子[16]協(xié)同提高纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的層間斷裂韌性。

本課題組前期研究顯示[18-19]，針狀羥基氧化鐵（FeOOH）納米粒子及其衍生物對(duì)EP 的斷裂韌性及CF/EP 復(fù)合材料的層間斷裂韌性具有良好的增強(qiáng)作用，且磁場(chǎng)誘導(dǎo)取向后的增韌效果能夠獲得進(jìn)一步的提升。利用兩種粒子雜化協(xié)同增韌的策略，本課題組還采用靜電自組裝技術(shù)制備了GO 包覆FeOOH 復(fù)合粒子（GO@FeOOH）[20-21]，并初步研究了該復(fù)合粒子在磁場(chǎng)誘導(dǎo)下對(duì)EP 斷裂韌性的影響，結(jié)果顯示，在磁場(chǎng)誘導(dǎo)下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5% 的GO@FeOOH/EP 復(fù)合材料的斷裂韌性獲得了十分顯著的提升，分別比純EP 和無(wú)磁場(chǎng)誘導(dǎo)的對(duì)照樣提高了140% 和70.6%。在此基礎(chǔ)上，本工作進(jìn)一步研究GO@FeOOH 納米粒子對(duì)CF/EP 復(fù)合材料層間斷裂韌性的影響，重點(diǎn)考察磁場(chǎng)誘導(dǎo)作用下該納米粒子的層間增韌能力，并通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）分析探討相關(guān)增韌機(jī)理，以期為CF/EP 復(fù)合材料的層間增韌提供一種新的策略。

1 實(shí)驗(yàn)材料及方法

1.1 主要原材料

四水合氯化亞鐵（FeCl2?4H2O，分析純）、氫氧化鈉（NaOH，分析純）、無(wú)水乙醇（分析純），西隴化工股份有限公司；鱗片石墨，粒度 4.5 μm（3500目），南京先豐納米材料科技有限公司；聚二乙烯二甲基丙基氯化銨（PDDA），上海摩貝生物科技有限公司；雙酚A 型環(huán)氧樹(shù)脂（RIMR-135）和改性胺固化劑（RIMR-134），昆山久力美電子材料有限公司；單向碳纖維布（T700-12K），面密度300 g/m2，日本東麗公司；釹鐵硼磁鐵（10 cm × 5 cm × 1 cm），市售。

1.2 GO@FeOOH 復(fù)合粒子的制備

分別采用液相沉積-空氣氧化法[22]和改進(jìn)的Hummer 法[10]制備γ-FeOOH 納米粒子和GO。利用靜電自組裝技術(shù)制備GO@FeOOH 納米復(fù)合粒子[20]，典型步驟為：取2 g FeOOH 投入100 mL 去離子水中，超聲分散15 min，然后將分散液轉(zhuǎn)移到三口瓶中，邊超聲邊攪拌，向三口瓶中滴加100 mL的PDDA 水溶液（2 mg/mL），30 min 后停止超聲并繼續(xù)攪拌3 h，將分散液離心并用去離子水清洗3 次，去掉多余的PDDA 后，得到PDDA 處理的FeOOH 納米粒子漿液。將該漿液再次分散于100 mL去離子水中，邊超聲邊攪拌，滴加200 mL 的GO 水分散液（2 mg/mL），30 min 后停止超聲，繼續(xù)攪拌12 h，將分散液高速離心并用去離子水清洗3 次，得到GO@FeOOH 納米復(fù)合粒子漿液?，F(xiàn)有方法較難準(zhǔn)確測(cè)量復(fù)合粒子中GO 的含量，考慮到離心分離后的上清液肉眼觀察為無(wú)色透明液體，因此可近似將加入的全部GO 計(jì)入復(fù)合粒子中，根據(jù)FeOOH 和GO 的投料質(zhì)量，計(jì)算得到復(fù)合粒子中的GO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.7%。

1.3 復(fù)合材料的制備

由前期研究結(jié)果可知[21]，在GO、FeOOH、GO@FeOOH 三種納米粒子中，GO@FeOOH 對(duì)EP的斷裂韌性增強(qiáng)作用具有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，本工作僅選用GO@FeOOH 制備復(fù)合材料，不再對(duì)GO 和FeOOH 進(jìn)行對(duì)照研究，同時(shí)選用增韌最佳的粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，其中對(duì)應(yīng)的GO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.083%。將計(jì)量的GO@FeOOH 納米復(fù)合粒子超聲分散在無(wú)水乙醇中，隨之將該分散液滴加到80 ℃的純EP 中，邊滴加邊攪拌，滴完后升溫至100 ℃繼續(xù)攪拌2 h，然后轉(zhuǎn)移至120 ℃的真空干燥箱中使無(wú)水乙醇全部揮發(fā)。接下來(lái)，在室溫下按EP 與固化質(zhì)量比例10∶3 加入固化劑，攪拌均勻后抽真空去除氣泡待用。

將上述所得混合物手工均勻涂覆在CF 布上，將6 層CF 布沿著纖維束方向疊放在一起，利用真空袋排出多余樹(shù)脂，獲得固含量為55% 左右的CF 預(yù)浸料。將混合物均勻涂覆在預(yù)浸料上，在端部放置聚四氟乙烯隔離膜用于預(yù)制裂紋，然后覆蓋上另一片預(yù)浸料，立刻放入與CF 布平面垂直的磁場(chǎng)（0.12 T）中對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行誘導(dǎo)取向60 min，再在0.32 MPa 壓力和60 ℃條件下固化12 h，最終制得磁場(chǎng)誘導(dǎo)的GO@FeOOH/CF/EP (MF)層合板。另外，采用相同工藝制備無(wú)磁場(chǎng)誘導(dǎo)的GO@FeOOH/CF/EP 以及CF/EP 作為對(duì)照樣品。制備流程如圖1 所示。

圖1 GO@FeOOH/CF/EP（MF）復(fù)合材料制備流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of preparation process of GO@FeOOH/CF/EP（MF）composite

1.4 測(cè)試與表征

采用ESCALAB 250Xi 型X 射線光電子能譜儀（XPS）、LabRAM HR Evolution 型拉曼光譜對(duì)納米粒子的表面成分進(jìn)行分析；采用Quanta FEG 450 型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）對(duì)納米粒子以及復(fù)合材料的斷面進(jìn)行表面形貌分析。按照ASTM D5528—2014 標(biāo)準(zhǔn)，采用雙懸臂梁實(shí)驗(yàn)（DCB）測(cè)試復(fù)合材料的Ⅰ型層間韌性GⅠC，樣品尺寸為150 mm× 20 mm× 3 mm，測(cè)試速率1.0 mm/min，記錄位移和載荷并根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算GⅠC數(shù)值[18]。

2 結(jié)果與討論

2.1 納米粒子的表征

在前期工作[20-21]中采用XRD 對(duì)納米粒子進(jìn)行了物相分析，證實(shí)了FeOOH 為γ-FeOOH，但由于GO 在復(fù)合粒子中的含量較低，無(wú)法清楚地確認(rèn)存在GO，為此，本工作進(jìn)一步對(duì)GO@FeOOH 納米粒子進(jìn)行XPS 全譜能量掃描。圖2 為FeOOH 及GO@FeOOH 的全譜掃描圖及相應(yīng)的Fe2p 和C1s分析譜圖。由圖2（a）可見(jiàn)，GO@FeOOH 的C1s 峰強(qiáng)與FeOOH 相比有一定的增強(qiáng)，表明碳元素含量增高，歸因于引入的GO。對(duì)Fe2p 進(jìn)行元素分析，從圖2（b）中可以發(fā)現(xiàn)，兩種粒子的譜圖幾乎完全相同，722.88 eV 和708.88 eV 處的特征峰分別歸屬為Fe2P1/2和 Fe2P3/2，兩峰之間的伴峰為FeOOH 中的Fe3+特征峰，這說(shuō)明FeOOH 包覆GO 后的成分沒(méi)有發(fā)生改變。

圖2 FeOOH、GO@FeOOH 的XPS 譜圖（a）及相應(yīng)的Fe2p 分析譜圖（b）Fig.2 XPS spectra of FeOOH and GO@FeOOH（a）and corresponding Fe2p spectra（b）

圖3 為FeOOH、GO 及GO@FeOOH 納米粒子的拉曼譜圖。從圖3 可以看到，在FeOOH 和GO 的譜圖上都出現(xiàn)了各自的特征峰，如在1271 cm–1處出現(xiàn)了FeOOH 的特征峰[23]，在1344 cm–1和1592 cm–1處分別對(duì)應(yīng)著GO 的D 峰和G 峰兩個(gè)特征峰[17]。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，GO@FeOOH 的譜圖上，在相同位置出現(xiàn)了GO 的G 峰，但D 峰與FeOOH的特征峰部分重合，也表明了GO 和FeOOH 的存在。

圖3 FeOOH、GO 及GO@FeOOH 的拉曼譜圖Fig.3 Raman spectra of FeOOH,GO and GO@FeOOH

圖4 為FeOOH 及GO@FeOOH 的 SEM 圖。從圖4（a）可以看出，F(xiàn)eOOH 為典型的針狀結(jié)構(gòu)，直徑在100 nm 左右，長(zhǎng)度在0.5～1 μm 范圍，該形貌結(jié)構(gòu)與文獻(xiàn)報(bào)道[22]相符，表面輪廓清晰且表面附著明顯的顆粒狀物質(zhì)，這可能是結(jié)晶過(guò)程中形成的非針狀FeOOH 粒子。相比較之下，圖4（b）中GO@FeOOH 仍然呈明顯的針狀結(jié)構(gòu)，但其輪廓模糊且表面明顯被某種物質(zhì)緊密包裹著。結(jié)合上述XPS 和拉曼光譜分析，可以判斷該包裹物質(zhì)無(wú)疑是GO，進(jìn)一步表明成功制備了GO 包覆FeOOH 的復(fù)合粒子GO@FeOOH。由復(fù)合粒子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，復(fù)合粒子擁有了GO 的表面性質(zhì)，在豐富的含氧基團(tuán)幫助下與基體有良好的親和性，從而有利于提高其分散性，增強(qiáng)自身與基體的界面相互作用；另一方面，復(fù)合粒子也具有FeOOH 的形態(tài)結(jié)構(gòu)、剛性以及對(duì)弱磁場(chǎng)的響應(yīng)能力（飽和磁化強(qiáng)度7.18 A?m2?kg–1）[21]，能夠在弱磁場(chǎng)作用下發(fā)生取向。這兩方面的變化對(duì)復(fù)合粒子提高復(fù)合材料的層間韌性都是積極因素。

圖4 SEM 圖（a）FeOOH；（b）GO@FeOOHFig.4 SEM images（a）FeOOH；（b）GO@FeOOH

2.2 復(fù)合材料的層間斷裂韌性

圖5 為CF/EP、GO@FeOOH/CF/EP 以及GO@FeOOH/CF/EP（MF）三種復(fù)合材料的代表試樣在DCB 實(shí)驗(yàn)中的載荷-位移曲線。從圖5 可見(jiàn)，三者的載荷隨位移的變化規(guī)律基本相同，先呈線性增長(zhǎng)到最大值，然后呈鋸齒狀下降，這是連續(xù)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板的常見(jiàn)層間失效特征[24-25]。載荷反映了裂紋增長(zhǎng)阻力的大小，相較于CF/EP，GO@FeOOH/CF/EP 的最大載荷明顯升高，施加磁場(chǎng)誘導(dǎo)后又進(jìn)一步顯著升高，在下降階段，三者的載荷也表現(xiàn)為相同的大小關(guān)系，這表明GO@FeOOH和磁場(chǎng)誘導(dǎo)對(duì)阻止裂紋生長(zhǎng)發(fā)揮了明顯的積極作用，尤其是磁場(chǎng)誘導(dǎo)的作用更加顯著。

圖5 DCB 實(shí)驗(yàn)中三種復(fù)合材料試樣的典型載荷-加載點(diǎn)位移曲線Fig.5 Curves of load vs displacement of three composites specimens in DCB tests

圖6 是三種復(fù)合材料代表性試樣的GⅠC隨裂紋增長(zhǎng)的變化曲線。圖中虛線矩形框區(qū)域中每條曲線的第一個(gè)GⅠC數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)其初始裂紋GⅠC,init，隨后GⅠC均略有升高并趨于穩(wěn)定，裂紋從初始增長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定增長(zhǎng)階段，此階段GⅠC的平均值（如虛線所示）為裂紋擴(kuò)展GⅠC,prop?？梢钥吹?，納米粒子的加入沒(méi)有改變裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展的特性，沒(méi)有出現(xiàn)陡然下降現(xiàn)象，這表明納米粒子在基體中分散良好，沒(méi)有引起局部應(yīng)力集中。圖7 為三種復(fù)合材料的GIC數(shù)據(jù)對(duì)比圖。如圖7所示，CF/EP、GO@FeOOH/CF/EP 及GO@FeOOH/CF/EP (MF)的GⅠC,init分別為0.40、0.53、0.84 kJ?m–2，GⅠC,prop分別 為0.49、0.71、0.95 kJ?m–2。GO@FeOOH 增強(qiáng)比未增強(qiáng)CF/EP 復(fù)合材料的GⅠC,init和GⅠC,prop分別提高了32.5%和44.9%，而在磁場(chǎng)誘導(dǎo)后進(jìn)一步獲得了更加顯著的增韌效果，GⅠC,init和GⅠC,prop相較于CF/EP分別提高了112.6%、93.9%，相較于無(wú)磁場(chǎng)誘導(dǎo)復(fù)合材料分別提高了58.5%、33.8%，對(duì)比文獻(xiàn)[3,19]報(bào)道的一些常見(jiàn)納米粒子層間增韌的數(shù)據(jù)可知，這是一個(gè)較高水平的增韌效果。值得注意的是，取得如此高的增韌水平，GO@FeOOH 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.5%，僅包含0.083%的GO，表明該粒子具有出色的增韌效率。同時(shí)，在制樣時(shí)發(fā)現(xiàn)，添加0.5%粒子的環(huán)氧樹(shù)脂仍然具有良好的流動(dòng)性，黏度變化不明顯，因此不會(huì)對(duì)復(fù)合材料的制備工藝產(chǎn)生不良影響。

圖6 三種復(fù)合材料代表試樣的GⅠC 隨裂紋增長(zhǎng)的變化曲線Fig.6 Curves of GⅠC vs crack increment of three composite specimens

圖7 三種復(fù)合材料的GⅠC 對(duì)比圖Fig.7 Comparison diagram on GⅠC of three composites

2.3 復(fù)合材料的增韌機(jī)理

圖8 為復(fù)合材料DCB 實(shí)驗(yàn)失效后斷面的SEM 圖。CF/EP 復(fù)合材料（圖8（a））表現(xiàn)為典型的脆性斷裂特征，斷裂面比較規(guī)則而平滑，主要的失效形式包括樹(shù)脂的斷裂破壞、碳纖維從基體樹(shù)脂脫粘。相比之下，GO@FeOOH 增韌復(fù)合材料的斷面（圖8（b）、（d））粗糙度顯著提高，主要表現(xiàn)為基體的不規(guī)則破壞以及斷面參差不齊等特征，反映了在裂紋擴(kuò)展中GO@FeOOH 實(shí)現(xiàn)了對(duì)基體的有效增韌，進(jìn)而提高了復(fù)合材料的層間韌性。對(duì)斷面的局部放大進(jìn)一步明確了相應(yīng)的增韌機(jī)理。無(wú)磁場(chǎng)誘導(dǎo)下（圖8（c）），GO@FeOOH 在基體中雖然呈局部聚集，但是彼此又隔離，并被基體有效浸潤(rùn)，這一方面與復(fù)合粒子表面豐富的含氧官能團(tuán)有關(guān)，使粒子與EP 有良好的親和性，能夠促進(jìn)其分散；另一方面也得益于FeOOH 粒子的剛性及針狀形貌，自身沒(méi)有嚴(yán)重的團(tuán)聚，易于在EP 中分散。復(fù)合粒子的良好分散性也使GO 具有良好的分散性，有利于發(fā)揮GO 的增韌作用[21]。同時(shí)，GO@FeOOH 在基體中顯然也呈無(wú)規(guī)分布，既有點(diǎn)狀的指向面外的粒子，也有以不同角度分布的粒子（圓圈所指），增韌機(jī)理主要包括GO@FeOOH 的拔斷和脫粘以及局部基體塑性形變，由于粒子與基體樹(shù)脂間的界面相互作用較強(qiáng)，幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)粒子的拔出現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)誘導(dǎo)后（圖8（e）），如圓圈所指，多數(shù)GO@FeOOH指向面外，這顯然是由磁場(chǎng)誘導(dǎo)引起的，表現(xiàn)為沿磁場(chǎng)方向的面外取向?yàn)橹鞯姆植?，這些粒子基本垂直于裂紋生長(zhǎng)方向，相比其他任意方向的粒子能更加有效地阻止裂紋的擴(kuò)展，在裂紋經(jīng)過(guò)時(shí)粒子以拔斷為主，能夠耗散更多的斷裂能，因此能取得顯著的增韌效果。另外，也可以看到粒子的脫粘和少量的拔出以及周?chē)植炕w塑性形變等增韌機(jī)理。

圖8 不同復(fù)合材料的Ⅰ型層間斷裂面的SEM 圖（a）CF/EP；（b），（c）GO@FeOOH/CF/EP；（d），（e）GO@FeOOH/CF/EP（MF）Fig.8 SEM images of interlaminar fracture surfaces of different composites（a）CF/EP；（b），（c）GO@FeOOH/CF/EP，（d），（e）GO@FeOOH/CF/EP（MF）

根據(jù)上述SEM 分析，GO@FeOOH 對(duì)復(fù)合材料層間韌性的貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)為對(duì)基體斷裂韌性的增強(qiáng)。圖9 為GO@FeOOH 增強(qiáng)復(fù)合材料基體斷裂韌性的機(jī)理示意圖。在無(wú)磁場(chǎng)誘導(dǎo)下，GO@FeOOH在基體中自由分布，與裂紋生長(zhǎng)方向的夾角呈隨機(jī)值；在磁場(chǎng)誘導(dǎo)下，GO@FeOOH 發(fā)生取向，主要沿著垂直于裂紋擴(kuò)展方向優(yōu)先定向排列。擴(kuò)展的裂紋貫穿基體時(shí)受到來(lái)自GO@FeOOH 的阻力，導(dǎo)致擴(kuò)展路徑上GO@FeOOH 發(fā)生不同的失效模式。如圖9（c）所示，可歸納為五種可能的失效模式：（1）復(fù)合粒子整體斷裂；（2）GO 斷裂、FeOOH 拔出；（3）復(fù)合粒子整體拔出；（4）復(fù)合粒子整體脫粘；（5）GO 斷裂、FeOOH 脫粘。以上五種模式均可能真實(shí)發(fā)生，且以多種模式混合發(fā)生，具體應(yīng)主要取決于GO 與基體、FeOOH 的界面相互作用。如果GO 與基體的界面相互作用強(qiáng)，與FeOOH 界面相互作用弱，主要發(fā)生第二和第五種情況；反之，則主要發(fā)生第三和第四種情況，如果兩種界面相互作用都較強(qiáng)，則會(huì)發(fā)生第一種情況。從SEM 分析看，復(fù)合材料層間斷面上出現(xiàn)了粒子拔斷現(xiàn)象，說(shuō)明GO與基體及FeOOH 間的界面作用都較強(qiáng)，當(dāng)然也有部分粒子拔出現(xiàn)象，但由于受SEM 分辨率的限制，不能明確所有實(shí)際發(fā)生的情況，有待進(jìn)一步分析。

圖9 GO@FeOOH 對(duì)EP 基體斷裂韌性的增強(qiáng)機(jī)理示意圖（a）無(wú)磁場(chǎng)誘導(dǎo)；（b）磁場(chǎng)誘導(dǎo)；（c）GO@FeOOH 可能的失效形式Fig.9 Enhancement mechanism of GO@FeOOH on fracture toughness of EP matrix（a）no magnetic induction；（b）with magnetic induction；（c）possible failure modes of GO@FeOOH

3 結(jié)論

（1）通過(guò)靜電自組裝技術(shù)制備了 GO 包覆針狀γ-FeOOH 的復(fù)合納米粒子GO@FeOOH，該粒子的直徑在100 nm 左右，長(zhǎng)度在0.5～1 μm 范圍，將其分散于EP 樹(shù)脂用于增強(qiáng)CF/EP 復(fù)合材料層合板的Ⅰ型層間韌性GⅠC，并進(jìn)一步在磁場(chǎng)（0.12 T）中制備了磁場(chǎng)誘導(dǎo)復(fù)合材料層合板，粒子在基體中分散性以及與基體的界面粘接作用良好，并發(fā)生明顯的定向排列，進(jìn)而獲得了顯著的層間增韌效果。

（2）在GO@FeOOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5% 時(shí)，GO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.083%，復(fù)合材料的裂紋初始GⅠC（0.84 kJ?m–2）和裂紋擴(kuò)展GⅠC（0.95 kJ?m–2）相對(duì)于無(wú)添加粒子的CF/EP 分別提高了34.2%、44.9%，而經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)誘導(dǎo)后，其增韌幅度進(jìn)一步提升，分別達(dá)到112.6%、93.9%，與常見(jiàn)剛性納米粒子的增韌效果對(duì)比，該粒子具有較高的增韌水平。

（3）借助SEM 對(duì)斷面形貌的觀察探討了相關(guān)的增韌機(jī)理，GO@FeOOH 對(duì)復(fù)合材料層間斷裂韌性的貢獻(xiàn)主要來(lái)源于對(duì)基體斷裂韌性的增強(qiáng)，增韌機(jī)理主要包括GO@FeOOH 的拔斷和脫粘及局部基體塑性形變；磁場(chǎng)誘導(dǎo)后粒子大部分沿著垂直于裂紋生長(zhǎng)方向定向排列，導(dǎo)致粒子拔斷成為主導(dǎo)的增韌機(jī)理，從而更加有利于提高層間斷裂韌性。