采用基于WND( Wagner-Nairn-Detassis)能量模型的单丝断裂法,测试了5种国产炭纤维、2种国外炭纤维与航空结构用环氧树脂复合体系的界面断裂能,通过SEM,AFM,IR以及XPS等手段分析了7种炭纤维的表面物理化学特性,并研究了炭纤维特性与界面断裂能的关联.结果表明:对于所研究的炭纤维/环氧树脂体系,去除炭纤维表面上浆剂后界面断裂能下降,说明上浆剂可以在一定程度上提高界面的韧性.此外,实验范围内,纤维拉伸强度较高时,测得的界面断裂能较高,炭纤维表面粗糙度较高时,测得界面断裂能较高,说明纤维拉伸性能和表面粗糙度对界面韧性有重要影响,而与这两种因素相比,上浆剂的种类影响相对较小.研究结果为高性能国产炭纤维的研发和炭纤维/树脂匹配性的评价提供了重要的实验数据.
参考文献
| [1] | 武海生,孙志杰,贾晶晶,李敏,顾轶卓,张佐光.高性能有机纤维单丝复合体系界面粘结性能实验研究[J].复合材料学报,2010(04):59-63. |
| [2] | KHALILI A;KROMP K .Statistical properties of Weibull estimators[J].Journal of Materials Science,1991,26(24):6741-6752. |
| [3] | Nishikawa, A;Okabe, T;Takeda, N .Determination of interface properties from experiments on the fragmentation process in single-fiber composites[J].Materials Science & Engineering. A, Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing,2008(1-2):549-557. |
| [4] | 王恒武,王继辉,朱京杨,高国强.纤维增强树脂基复合材料界面粘结强度测试方法探讨[J].玻璃钢/复合材料,2003(03):42-45. |
| [5] | KELLY A;TYSON W R .Tensile properties of fibre-reinforced metals:copper/tungsten and copper/molybdenum[J].Journal of the Mechanics and Physics of Solids,1965,13(06):329-338,321-322,339-350. |
| [6] | T. Okabe;N. Takeda .Size effect on tensile strength of unidirectional CFRP composites -- experiment and simulation[J].Composites science and technology,2002(15):2053-2064. |
| [7] | WAGNER H D;NAIRN J A;DETASSIS M .Toughness of interfaces from initial fiber-matrix debonding in a single fiber composite fragmentation test[J].Applied Composite Materials,1995,2(02):107-117. |
| [8] | X. -F. Zhou;J. A. Nairn;H. D. Wagner .Fiber-matrix adhesion from the single-fiber composite test: nucleation of interfacial debonding[J].Composites, Part A. Applied science and manufacturing,1999(12):1387-1400. |
| [9] | 蔡群 .湿热条件下炭纤维/环氧树脂界面断裂能变化规律研究[D].北京:北京航空航天大学,2010. |
| [10] | DETASSIS M;FRYDMAN E;VRIELING D et al.Interface toughness in fibre composites by the fragmentation test[J].Composites Part A:Applied Science and Manufacturing,1996,27(09):769-773. |
| [11] | 易楠,顾轶卓,李敏,张佐光.碳纤维复合材料界面结构的形貌与尺寸的表征[J].复合材料学报,2010(05):36-40. |
| [12] | Bueno MA.;Aneja AP.;Renner M. .Influence of the shape of fiber cross section on fabric surface characteristics[J].Journal of Materials Science,2004(2):557-564. |
| [13] | 徐志伟,黄玉东,刘丽,张春华.不同截面炭纤维表面特性及其对复合材料界面粘接性能的影响[J].固体火箭技术,2007(01):60-63,67. |
| [14] | 石峰晖,代志双,张宝艳.碳纤维表面性质分析及其对复合材料界面性能的影响[J].航空材料学报,2010(03):43-47. |
| [15] | 李伟东,王岭,王云英,余欢.上浆剂对国产碳纤维/聚酰亚胺复合材料界面性能的影响[J].失效分析与预防,2010(03):135-139. |
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