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            碳纤维组成结构

            文章来源:admin    时间:2017-11-23

              碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的微观结构类似人造石墨乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您,是乱层石墨结构乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您。[5]碳纤维各层面间的间距约为3.39到3.42A,各平行层面间的各个碳原子,排列不如石墨那样规整,层与层之间借范德华力连接在一起乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您。[6]
              通常也把碳纤维的结构看成由两维有序的结晶和孔洞组成,其中孔洞的含量、大小和分布对碳纤维的性能影响较大乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您。[7]
              当孔隙率低于某个临界值时,孔隙率对碳纤维复合材料的层间剪切强度乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您、弯曲强度和拉伸强度无明显的影响乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您。有些研究指出,引起材料力学性能下降的临界孔隙率是1%-4%??紫短寤吭?-4%范围内时乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您,孔隙体积含量每增加1%,层间剪切强度大约降低7%。通过对碳纤维环氧树脂和碳纤维双马来亚胺树脂层压板的研究看出乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您,当孔隙率超过0.9%时乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您,层间剪切强度开始下降。由试验得知,孔隙主要分布在纤维束之间和层间界面处乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您。并且孔隙含量越高,孔隙的尺寸越大,并显著降低了层合板中层间界面的面积。当材料受力时乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您,易沿层间破坏,这也是层间剪切强度对孔隙相对敏感的原因。另外孔隙处是应力集中区,承载能力弱,当受力时,孔隙扩大形成长裂纹乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您,从而遭到破坏。
              即使两种具有相同孔隙率的层压板(在同一养护周期运用不同的预浸方法和制造方式),它们也表现处完全不同的力学行为。力学性能随孔隙率的增加而下降的具体数值不同,表现为孔隙率对力学性能的影响离散性大且重复性差。由于包含大量可变因素,孔隙对复合材料层压板力学性能的影响是个很复杂的问题。这些因素包含:孔隙的形状、尺寸乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您、位置;纤维、基体和界面的力学性能;静态或者动态的荷载。
              相对于孔隙率和孔隙长宽比乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您,孔隙尺寸、分布对力学性能的影响更大些。并发现大的孔隙(面积>0.03mm2)对力学性能有不利影响,这归因于孔隙对层间富胶区的裂纹扩展的产生影响乐虎国际官网_乐虎国际官方网站_乐虎国际欢迎您。
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