复合材料学报

作者：吴龙强, 欧云福, 茅东升, 祝令状, 刘立起, 李赫,

关键词：碳纳米管纤维纱, 层间增韧, 纤维桥接, 裂纹偏转, 碳纤维增强树脂基复合材料,

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)由于比强度高、比模量高等优异性能应用广泛，但受层状结构特性和环氧树脂本征脆性影响，其沿厚度方面的力学性能较差，在遭受面外冲击和面内压缩载荷下容易发生分层，进而降低复合材料强度，因此提高该复合材料的层间断裂韧性尤为重要。本文通过在复合材料层间区域引入高度取向的碳纳米管(CNT)纤维纱来提升其层间断裂韧性。为确保纤维纱被树脂充分浸润，首先将其浸泡于经丙酮稀释的环氧树脂溶液中，待丙酮挥发后，将之插层于自制碳纤维预浸料的层间区域，随后借助热压工艺固化成型。通过ASTM标准对增韧样品的I型和II型层间断裂韧性进行了评估，并结合横截面的光学显微观察和断裂面的扫描电镜分析，清晰地显示了裂纹的扩展路径，并揭示了CNT纤维纱的层间增韧机制。结果表明：CNT纤维纱增韧样品的I型和II型层间断裂韧性分别提高37.4%和41.8%。其增韧机制主要包括增韧树脂、加强碳纤维桥接及引发裂纹偏转等。

来源：2023年第10期

《复合材料学报》期刊编辑部

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