取向碳纳米管纤维纱插层碳纤维/环氧树脂复合材料的层间性能及增韧机制

摘要：

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)由于比强度高、比模量高等优异性能应用广泛,但受层状结构特性和环氧树脂本征脆性影响,其沿厚度方面的力学性能较差,在遭受面外冲击和面内压缩载荷下容易发生分层,进而降低复合材料强度,因此提高该复合材料的层间断裂韧性尤为重要.本文通过在复合材料层间区域引入高度取向的碳纳米管(CNT)纤维纱来提升其层间断裂韧性.为确保纤维纱被树脂充分浸润,首先将其浸泡于经丙酮稀释的环氧树脂溶液中,待丙酮挥发后,将之插层于自制碳纤维预浸料的层间区域,随后借助热压工艺固化成型.通过ASTM标准对增韧样品的I型和Ⅱ型层间断裂韧性进行了评估,并结合横截面的光学显微观察和断裂面的扫描电镜分析,清晰地显示了裂纹的扩展路径,并揭示了CNT纤维纱的层间增韧机制.结果表明:CNT纤维纱增韧样品的I型和Ⅱ型层间断裂韧性分别提高 37.4%和 41.8%.其增韧机制主要包括增韧树脂、加强碳纤维桥接及引发裂纹偏转等.

关键词：碳纳米管纤维纱、层间增韧、纤维桥接、裂纹偏转、碳纤维增强树脂基复合材料

所属期刊栏目：40

分类号：TB332(工程材料学)

在线出版日期：2023-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：5611-5620