复合材料学报

作者：刘新, 武湛君, 何辉永, 许乔奇,

关键词：碳纤维, 复合材料, 超低温, 力学性能, 微观特征, 变化机制,

采用真空袋-热压罐工艺制备单向碳纤维增强树脂基复合材料（CFs/EP）层合板，并将高低温试验箱与万能试验机相结合，通过合理使用低温胶和低温引伸计，并在降温过程中实施应力-应变实时调零等关键技术，在室温和液氧超低温度（-183℃）下对单向CFs/EP层合板进行拉伸和弯曲试验，研究了其超低温力学性能，并根据室温和超低温试验后试样的微观和宏观特征，揭示了超低温环境下复合材料力学性能变化机制。结果表明，与室温力学性能相比，单向CFs/EP层合板超低温拉伸强度下降约为9.5%，而拉伸模量上升约为6.2%，主要是由于超低温环境下，树脂的收缩使绝大部分碳纤维与树脂间形成了强界面，拉伸后试样呈"劈裂式"破坏形式，无法使每根纤维都充分发挥其强度，拉伸强度下降，同时超低温也限制了树脂大分子链的运动，所以导致单向CFs/EP层合板拉伸模量上升；单向CFs/EP层合板超低温弯曲强度和弯曲模量分别提高约54.75%和11.64%，这是由于单向CFs/EP层合板的常温和超低温的弯曲破坏形式均为分层剪切破坏，超低温下复合材料的界面增强，提高了单向CFs/EP层合板抵抗剪切分层的能力，进而使CFs/EP的弯曲性能得到提高。

来源：2017年第11期

《复合材料学报》期刊编辑部

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