叠层顺序对回收碳纤维/苎麻混杂增强PE-HD复合材料力学性能影响

利用回收碳纤维(rCF)和苎麻纤维(RF)为增强材料,高密度聚乙烯(PE-HD)为树脂基体,采用模压法分别制备PE-HD/rCF和PE-HD/RF片状模塑料,然后取4片PE-HD/rCF和4片PE-HD/RF片状模塑料热压成不同叠层顺序的混杂复合材料,研究rCF和RF的叠层顺序对复合材料的冲击强度、拉伸强度的影响,利用高清电子测量显微镜观察材料的破坏模式和微观形貌。研究结果表明,叠层顺序对复合材料的冲击强度和拉伸强度有较大的影响,在冲击过程中,叠层混杂复合材料的冲击破坏模式主要是能量传递给纤维导致其断裂,将rCF置于样品冲击面时的冲击强度更高,芯部由rCF和RF叠层混杂组成可以进一步提高材料的冲击强度。叠层混杂复合材料的拉伸破坏模式主要是rCF断裂、层间剥离,通过rCF和RF的夹层结构设计可获得正混杂效应,提高了复合材料的拉伸强度。

计及界面损伤的复合材料正交(混杂)叠层板的应力集中分析

对正交(混杂)叠层复合材料最终拉伸破坏过程中的细观应力集中问题,提出了一种修正的剪滞分析模型;研究了叠层中由于90°层的基体开裂、层间界面破坏、0°层中部分纤维断裂及纤维/基体界面损伤相互作用所导致的细观应力重新分布,获得了相应的应力集中因子和界面破坏区长度与界面剪切强度的定量关系。本文结果为进一步研究正交叠层复合材料的细观破坏机理、最终拉伸强度及协同效应等提供了重要的理论依据。

碳纳米管/氧化锌协同增强碳纤维复合材料的电磁屏蔽性能

在碳纤维上原位生长氧化锌纳米线、沉积碳纳米管薄膜,经叠层铺设和真空辅助树脂浸渍成型制备出叠层混杂碳纤维/环氧树脂复合材料,表征其微观结构并系统地研究了这种材料的电导率和电磁屏蔽性能。结果表明,这种复合材料(厚度为2 mm)在8.2~12.4 GHz波段的电磁屏蔽效能达到50 dB,比碳纤维复合材料提高了51.52%。这种材料的优异性能,可归因于氧化锌纳米线的高效介电损耗、连续碳纳米管薄膜的高导电性、层间多组元界面的多重反射和高效吸收损耗。