基于短纤维增韧的复合材料制孔毛刺和分层抑制研究

由于复合材料的各向异性、树脂导热性差和层间韧性低,在二次机械加工特别是钻削制孔过程中,复合材料易产生毛刺、分层等缺陷和损伤,将短纤维层间增韧方法用于钻削损伤的抑制研究。制备低密度芳纶短纤维薄膜,采用低压接触成型工艺制备了含短纤维增韧与未增韧的复合材料层合板,进而在加工试验台上进行钻削试验。通过对试件加工孔的红外无损检测和显微观测,研究转速和短纤维增韧对复合材料制孔损伤的影响,结果表明提高转速和短纤维界面增韧可改善制孔质量。基于短纤维与基体间相互作用,揭示其增韧机理是由于短纤维在层间形成的丰富桥联抑制了分层扩展,同时短纤维与层间树脂复杂的破坏机制而产生额外的能量耗散,并讨论短纤维参数对增韧效果的影响。该方法为复合材料高质量加工提供借鉴意义。

聚氯乙烯增韧改性研究进展

介绍了目前国内外PVC增韧改性的研究现状、增韧改性剂的种类和增韧机理以及PVC增韧研究的发展方向。

芳纶纤维增韧碳纤维增强环氧树脂复合材料-铝蜂窝夹芯结构界面性能和增韧机制

研究了低密度芳纶短纤维(AF)对碳纤维增强环氧树脂复合材料(CF/EP)-铝蜂窝夹芯结构的界面增韧效果和增韧机制。制备了复合材料夹芯梁,将6 mm长度的AF制成絮状纤维薄层用于夹芯梁界面层的增韧,并采用非对称双悬臂梁实验对增韧和未增韧夹芯梁进行了界面断裂韧性的测量。相比于未增韧夹芯梁试件,增韧试件的平均临界能量释放率提高了91%,平均临界载荷提高了55%,而引入AF增韧层仅使夹芯梁质量提升了0.36%,显示本文方法具有良好的增韧效果与效率。使用SEM观察了夹芯梁界面的断面形貌与特征,微观观测结果显示,在界面裂纹扩展的过程中,AF一方面在面板与芯体之间形成桥联微结构,通过纤维拔出、纤维剥离、纤维断裂等行为,提高界面裂纹扩展的耗散能与临界载荷。另一方面,在蜂窝壁板周围的树脂"圆角"富余区,AF还能提高树脂与蜂窝壁板的粘结性能,避免蜂窝壁板因与面板接触面积过小而发生拔出。本文定量地测量了AF对CF/EP-铝蜂窝界面的宏观增韧效果,并阐释了其微观增韧机制,相关发现可为提高复合材料夹芯结构的安全性和可靠性提供指导。