基于插层法协同提升碳纤维树脂基复合材料的导电性能与层间韧性

摘要：

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因其低密度、高比强度等特点,在航空航天领域得到了广泛的应用,但其导电性和层间韧性的不足降低了CFRP作为飞机结构件的使用安全性.为了改善CFRP弱的导电性和层间断裂韧性,本文采用溶液浇铸法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)和石墨烯纳米片(GNPs)掺杂聚醚砜(pES)的导电热塑性薄膜(CTFs).然后将CTFs交错放入碳纤维/环氧树脂(CF/EP)预浸料中制得复合材料层压板,并对其导电性和层间断裂韧性进行了探究.结果 表明,相较于对照样品(CS),在横向(Y)和厚度(Z)方向,层压板的电导率分别提高了474％和554％.采用双悬臂梁(DCB)和端口弯曲(ENF)法评估了ModeⅠ和Mode Ⅱ层间断裂韧性,当插入的CTF中纳米填料质量比为CNT∶GNP=2∶1时,复合材料层压板的Mode Ⅰ层间断裂韧性(GIC)和断裂阻抗(GIR)分别提高了441％和165％,此外,纳米填料质量比CNT∶GNP=8∶1时,Mode Ⅱ层间断裂韧性(G-ⅡC)提高了79％.最后通过SEM观察了复合材料的微观结构形貌,并分析了复合材料的失效机制.

关键词：碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料;聚醚砜(PES);协同效应;电导率;层间断裂韧性

所属期刊栏目：39

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：四川省国际合作项目2021YFH0031

在线出版日期：2022-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：134-146