碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的形状记忆效应

摘要：

为推动形状记忆聚合物在空间等极端恶劣环境中的应用,以超薄碳纤维增强聚醚醚酮(Carbon fibers reinforced polyether-ether-ketone,CF/PEEK)预浸料为实验对象,采用薄膜叠层与热压成型工艺制备厚度为0.036 mm超薄预浸料的层合片材,研究了其在热应力驱动下的形状记忆行为.结果 表明,在320℃加热-冷却热循环温度场的作用下,CF/PEEK复合材料超薄层合板的初始变形的形状回复率近似可达100％,当变形循环达到100次时,其形状回复率仍然可以保持在90％以上.此外,根据层合板变形的温度与应力-应变关系,解释了CF/PEEK复合材料的热应力驱动变形机制.在此基础上,改变CF/PEEK层合板厚度进行仿真设计,实现了初始状态与深海珊瑚形状、立方体、灯笼草形状之间的变形与回复.利用记忆变形产生的机械夹紧力,完成了硬币抓取实验,验证了CF/PEEK复合材料在主动变形结构应用的可行性.

关键词：聚醚醚酮;碳纤维薄层;形状记忆复合材料;热应力;形状回复率

所属期刊栏目：38

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金委-河南省联合基金重点项目;国家重点研发计划

在线出版日期：2021-10-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2832-2840