低密度纤维增强纳米孔树脂基复合材料的断裂机制

摘要：

纤维增强纳米孔树脂基复合材料(IPC)是一类轻质高效防隔热一体化耐烧蚀材料,具有典型的非均质结构特征.在外加载荷下,内部的纳米孔隙将会衍生出微裂纹.裂纹的萌生、聚合和扩展对复合材料的强度、刚度、变形性等力学性能有着重要的影响.本文分别以石英纤维针刺网胎(NQF)、石英纤维针刺网胎/纤维布(NQCF)为增强体,制备得到不同纤维结构增强的纳米孔酚醛树脂(NPR)基复合材料(NQF/NPR、NQCF/NPR),对比研究了材料拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率及拉伸疲劳性能,并采用CT原位拉伸装置表征了拉伸过程中复合材料的微观结构演变.结果表明:纤维布的引入极大提高了复合材料的力学性能,并且微裂纹首先在针刺区域边缘的树脂基体中出现.在裂纹扩展过程中,纤维结构对树脂基体的损伤起到了不同程度的阻碍作用.最后结合有限元法建立了NPR及纤维布的有限元模型,分析了不同尺度下材料的断裂机制.

关键词：低密度纤维、纳米孔树脂基复合材料、力学性能、断裂机制、微计算机断层扫描(Micro-CT)

所属期刊栏目：40

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-03-30（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：1764-1772