复合材料学报

作者：向东, 刘家良, 赵春霞, 李辉, 王斌, 李云涛,

关键词：碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料, 聚醚砜(PES), 协同效应, 电导率, 层间断裂韧性,

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因其低密度、高比强度等特点，在航空航天领域得到了广泛的应用，但其导电性和层间韧性的不足降低了CFRP作为飞机结构件的使用安全性。为了改善CFRP弱的导电性和层间断裂韧性，本文采用溶液浇铸法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)和石墨烯纳米片(GNPs)掺杂聚醚砜(PES)的导电热塑性薄膜(CTFs)。然后将CTFs交错放入碳纤维/环氧树脂(CF/EP)预浸料中制得复合材料层压板，并对其导电性和层间断裂韧性进行了探究。结果表明，相较于对照样品(CS)，在横向(<i>Y</i>)和厚度(<i>Z</i>)方向，层压板的电导率分别提高了474%和554%。采用双悬臂梁(DCB)和端口弯曲(ENF)法评估了Mode I和Mode II层间断裂韧性，当插入的CTF中纳米填料质量比为CNT∶GNP=2∶1时，复合材料层压板的Mode I层间断裂韧性(<i>G</i>_IC)和断裂阻抗(<i>G</i>_IR)分别提高了441%和165%，此外，纳米填料质量比CNT∶GNP=8∶1时，Mode II层间断裂韧性(<i>G</i>_IIC)提高了79%。最后通过SEM观察了复合材料的微观结构形貌，并分析了复合材料的失效机制。

来源：2022年第1期

《复合材料学报》期刊编辑部

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