碳纖維復(fù)合材料的主要缺陷有哪些

日期:2017-01-18 16:38閱讀次數(shù):
  碳纖維復(fù)合材料中的缺陷主要來源于兩個方面:一種是原材料缺陷,另一種是制造缺陷。常見的缺陷類型有孔隙、夾雜、裂紋、疏松、纖維分層與斷裂、纖維與基體界面開裂、纖維卷曲、富膠或貧膠、纖維體積百分比超差、纖維/基體界面結(jié)合不好等。下面小編具體來講一下分層和孔隙這兩種最常見的缺陷。
 
碳纖維復(fù)合材料
(圖示:碳纖維復(fù)合材料)
 
  分層是指層間的脫粘或開裂,是碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的典型缺陷。分層形成的原因有如下幾個方面:基體纖維間熱膨脹系數(shù)不匹配或儲存時間過長;增強(qiáng)材料未經(jīng)處理;含膠量過低;粘接劑選擇不當(dāng)或固化工藝不合理、加壓點(diǎn)控制不準(zhǔn)確;相鄰鋪層間的鋪層間隔時間過長;樹脂提前固化等。纖維鋪層間的分層是碳纖維樹脂基復(fù)合材料中最為嚴(yán)重的缺陷類型,它通過降低材料的壓縮強(qiáng)度和剛度影響結(jié)構(gòu)的完整性。在承受機(jī)械或熱載荷的條件下,結(jié)構(gòu)中的分層會發(fā)生傳播,情況嚴(yán)重時將可能導(dǎo)致材料發(fā)生斷裂。
 
  孔隙是復(fù)合材料成形過程中形成的空洞,是碳纖維復(fù)合材料的主要缺陷之一。一般分為:延單纖孔隙(包括纖維束內(nèi)孔隙)和層板孔隙?紫堵市∮1.5%時,孔隙為球形;孔隙率大于1.5%時,一般為柱形,孔隙與纖維軸向平行。碳纖維復(fù)合材料中的孔隙主要影響材料的層間剪切強(qiáng)度、縱向和橫向彎曲強(qiáng)度與模量、縱向和橫向拉伸強(qiáng)度與模量、壓縮強(qiáng)度與模量等性能。有研究表明,孔隙率在0~5%之間,每增加1%,層間剪切強(qiáng)度下降7%,彎曲模量以5%左右的比例下降,其他性能以10%左右的比例下降。
 
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