碳纤维增强树脂基复合材料紫外老化机理及寿命预测

通过荧光紫外灯人工加速老化方法模拟自然光对碳纤维/环氧树脂复合材料的紫外老化,探究紫外老化时间、温度(50,60,70℃)对碳纤维复合材料的影响。利用XPS,SEM对辐照表面进行结构表征,通过动态热机械分析(DMA)、拉伸、压缩对复合材料的动态和静态力学行为进行测试。结果表明,随着紫外老化时间的增加,复合材料表层纤维与树脂的粘结变差,表面产生了大量的含氧基团,且温度越高,紫外老化程度越剧烈。紫外老化会使复合材料的力学性能产生退化,老化前期拉伸、压缩强度下降较快,老化后期趋于平缓,并基于老化动力学模型建立了紫外老化情况下树脂基复合材料的寿命预测模型。

湿热循环条件下树脂基纤维损伤机理研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)是复合材料中性能优良且应用广泛的材料之一。对CFRP层合板进行了湿热循环老化处理,对老化试样进行了0°拉伸试验,并通过SEM、XPS分析其老化机理。结果表明,CFRP层合板吸湿过程符合Fick第二定律,在225 h时达到吸湿平衡,最终饱和吸湿率为0.75%;经过30 d老化后材料抗拉强度和弹性模量分别退化29.7%和14.6%;材料微观损伤变化与宏观表现基本吻合。

碳纤维增强环氧树脂复合材料的紫外老化及寿命预测

采用热压罐成型工艺制备碳纤维增强环氧树脂基层合板(CFREL),通过人工加速老化试验方法,对层合板进行不同温度周期下的紫外老化实验,对不同温度、不同时间的试样进行力学性能测试并利用扫描电子显微镜(SEM)观察微观形貌,研究CFREL的弯曲强度及层间剪切强度随紫外老化变化的情况,根据剩余强度模型和动力学曲线模型对其进行寿命预测。结果表明,计算得出的寿命预测模型与实验结果拟合较好,可以预测不同强度保持率下CFREL在自然光下的使用寿命。