基于碳纳米管薄纱的单向 CFRP 层压板层间增韧机理研究
材料科学
2020-12-02 v1
摘要
纳米结构中间层的引入是结构复合材料层间增强最有前景的策略之一。本工作中，我们研究了采用工业化纺丝工艺制备的薄碳纳米管纱增强的航空航天级结构复合材料的失效机理与中间层微观结构。使用热压法制备了以不同成分 CNT 纱插层的单向碳纤维/环氧基体复合材料样品，并测试了层间断裂韧性（IFT，以 I 型（张开）和 II 型（面内剪切）测量）以及通过短梁剪切（SBS）试验评估的层间剪切强度（ILSS）。通过电子显微镜断口分析可直接确定裂纹扩展模式，并通过拉曼光谱进行树脂/CNT 空间分辨，显示出层间增强与中间层区域内聚/粘附失效模式平衡之间的明确关联。CNT 纱完全树脂浸渗的复合材料使 II 型 IFT 大幅提升（88%）至 1500 J/m2，表观层间剪切强度轻微提高（6.5%），但 I 型 IFT 下降（-21%）。这些结果有助于确立中间层浸渗、层间穿越和碳纤维桥联形成在插层法层间增强中的作用。
引用
@article{arxiv.2012.00071,
title = {Understanding interlaminar toughening of unidirectional CFRP laminates with carbon nanotube veils},
author = {Yunfu Ou and Carlos González and Juan José Vilatela},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.00071},
year = {2020}
}
备注
27 pages, 10 figures, 1 table