复合材料学报

作者：顾洋洋, 张金栋, 刘刚, 刘衍腾, 甘建, 杨曙光,

关键词：聚芳醚酮(PAEK), 热塑性复合材料, 低速冲击, 勉强目视可见冲击损伤(BVID), 冲击后压缩,

采用两种不同熔体黏度的国产高性能聚芳醚酮树脂(PAEK-L、PAEK-H)及国产T300级碳纤维(SCF35)，制备了碳纤维增强聚芳醚酮(SCF35/PAEK)热塑性复合材料，研究了树脂基体黏度及冲击能量对复合材料冲击性能的影响，采用Micro-CT表征了准静态压入试样的内部形貌，研究了复合材料的冲击损伤机制。结果显示流动性较低的PAEK-L树脂基复合材料比流动性较高的PAEK-H树脂基复合材料具有更高的抗冲击性能，SCF35/PAEK-L复合材料体系冲击能量的损耗比SCF35/PAEK-H复合材料体系低~7%，其损伤面积小~90%，在6.67 J/mm的冲击能量下，其冲击后压缩强度达到~307 MPa，比SCF35/PAEK-H复合材料体系冲击后压缩强度(205 MPa)高~50%；SCF35/PAEK-L复合材料中表面凹坑的深度随冲击能量的增加呈增加的趋势，冲击后压缩强度随冲击能量的增加呈降低的趋势，当复合材料的表面凹坑深度达到1.0 mm左右，即达到勉强目视可见冲击损伤(BVID)门槛值时，剩余压缩强度为~268 MPa。准静态压入实验结果显示，SCF35/PAEK-L复合材料受到冲击后表面凹坑主要由树脂基体的塑性变形及纤维屈曲造成，表面凹坑周围的裂纹由压缩应力造成，冲击过程中试样背面的纤维在拉伸应力的作用下发生断裂，试样底层的纤维在剪切力的作用下萌生层间裂纹，随着试样挠曲变形程度的增加，纤维的断裂程度增加且层间裂纹逐渐扩展。

来源：2023年第10期

《复合材料学报》期刊编辑部

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