Al颗粒夹层CFRP复合材料力学及电磁屏蔽性能

摘要：

CFRP复合材料具有优异的力学性能,在航空航天装备中有广泛应用,但是因其单层铺层内部的结构各向异性,单向纤维铺层对于垂直极化波的电磁屏蔽效能较弱.为应对日益复杂的电磁环境,保护电子元器件不受干扰,增强复合材料的电磁屏蔽效能显得尤为重要,本工作利用非连续Al颗粒在层间面内紧密排列,构建了一种层间面内含连续Al屏蔽层的CFRP复合材料,并研究了不同Al颗粒含量对复合材料电磁屏蔽效能和力学性能的影响规律.结果表明,随着Al颗粒含量的增加,CFRP复合材料的导电性和电磁屏蔽效能也随之增加,当聚合物中Al颗粒质量分数达到33.3％时,复合材料的面内电导率提高了3个数量级,在垂直于纤维方向上对频率为3～17 GHz的电磁波的电磁屏蔽效能提高了10 dB以上.随着Al颗粒含量的增加,复合材料层间剪切强度与弯曲强度出现先上升后下降的变化规律,当树脂中Al质量分数为33.3％时,复合材料的层间剪切性能提高了5.2％达到80.5 MPa,当树脂中Al质量分数为50％时,复合材料的弯曲强度提高了20％至1441.0 MPa,弯曲模量提高了10.2％达到101.83 GPa.由此可见,Al颗粒夹层CFRP复合材料可以实现力学性能和电磁屏蔽效能的同步提升,是一种具有广泛应用前景的结构-电磁屏蔽一体化复合材料.

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料、层间剪切强度、弯曲强度、电磁屏蔽效能

所属期刊栏目：51

分类号：TB333(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;湖南省自然科学基金青年基金项目

在线出版日期：2023-02-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：140-147