薄层热塑性复合材料：通过微结构与形貌调控实现从薄弱到强健的横向性能
应用物理
2022-04-05 v1 材料科学
摘要
薄壳碳纤维复合材料在需要大可恢复变形、高刚度和低重量的结构中具有巨大潜力，如可展开空间结构、生物医学设备和机器人。尽管在纤维方向上极为柔韧，薄壳对离轴载荷高度敏感。对缺陷的高敏感性、制造限制以及缺乏深入的力学理解阻碍了横向强健壳体的研制。本文利用一种高精度制造技术制备新型热塑性薄层（35 {\mu}m）碳纤维-PEEK 单层，对影响超薄复合材料横向强度的因素提供了关键见解。讨论了纤维类型、微结构和聚合物形貌的影响。研究发现，微结构调控与等温结晶相结合，可使薄壳复合材料的横向性能相比最先进的热固性材料提高 158%。此外，本工作概述了对所有相关加工条件的敏感性，强调需要对所有指定参数进行精确控制。
引用
@article{arxiv.2204.00671,
title = {Thin-ply thermoplastic composites: from weak to robust transverse performance through microstructural and morphological tuning},
author = {Arthur Schlothauer and Georgios A. Pappas and Paolo Ermanni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.00671},
year = {2022}
}
备注
16 Pages, 13 Figures, submitted