碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能研究.pdf

1、本文以四層碳纖維布（碳纖維單向布和碳纖維平紋布）和一層黃麻布為增強(qiáng)體，E51環(huán)氧樹脂為基體，利用手糊成型工藝，制備了上表層為黃麻布的新型纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。使用Instron3369型萬能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試其拉伸性能和彎曲性能，并利用TM1000型掃描電鏡觀察其拉伸斷面，分析樹脂膠液成分、織物結(jié)構(gòu)和鋪層角度、成型壓力以及硅烷偶聯(lián)劑含量對(duì)其拉伸和彎曲性能的影響;采用沖擊試驗(yàn)機(jī)（Dynatup9250HV型）測(cè)試其沖擊性能，討論樹脂膠液成分、織物

2、結(jié)構(gòu)和鋪層角度以及成型壓力對(duì)材料的沖擊性能的影響。得到的主要結(jié)論如下:
　　對(duì)于三因素A（T31固化劑含量）、B（聚酰胺203＃含量）、C（甲基硅油含量）三水平下的正交實(shí)驗(yàn)，以彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量、拉伸強(qiáng)度以及沖擊時(shí)最大載荷為力學(xué)指標(biāo)，通過極差分析和方差分析，得出最佳水平組合為A2B3C2，即樹脂膠液中固化劑含量和消泡劑含量以及聚酰胺203#的最佳含量分別為:25％、0.3％、10％。
　　用平整的玻璃板施加壓力，與未施加

3、壓力的復(fù)合材料相比，施加7塊玻璃板后，其彎曲性能、拉伸性能和沖擊最大載荷分別提高了31％，50％，45％;成型壓力可以促進(jìn)樹脂與碳纖維之間的粘結(jié)，在一定程度上提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，同時(shí)拉伸斷面SEM可以觀察到纖維與樹脂的結(jié)合效果好。
　　在其他條件相同時(shí)，碳纖維平紋織物增強(qiáng)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度要比碳纖維單向布增強(qiáng)復(fù)合材料的高，其中拉伸強(qiáng)度提高了13％，彎曲強(qiáng)度提高了32％;落錘沖擊實(shí)驗(yàn)表明:以45°/-45°/-45°/

4、45°鋪層的碳纖維單向布增強(qiáng)復(fù)合材料的抗沖擊性能要比0°/90°/90°/0°鋪層的碳纖維平紋布增強(qiáng)復(fù)合材料的稍微好，吸收的總能量較低，損傷較小。
　　當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑的含量為1.0％時(shí)，碳纖維復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大，分別為250.38MPa和283.624MPa，明顯改善了纖維/基體的界面粘結(jié)性能。
　　結(jié)果表明:利用黃麻和碳纖維同時(shí)作為增強(qiáng)體，所制備的新型復(fù)合材料具有較好的拉伸和彎曲性能和沖擊韌性，若將其用于制