三維混雜碳纖維／芳綸纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料力學(xué)性能研

      制備了三維混雜碳纖維／芳綸纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料(HY/ PA)并對其力學(xué)性能進(jìn)行了測試。研究表明：由于芳綸纖維的加入，使碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料(CF/ PA)的抗沖擊性能有了顯著提高，HY/ PA的抗沖擊強(qiáng)度隨芳綸纖維體積分?jǐn)?shù)的增大而有所提高；另外，HY/ PA在改善CF/ PA的橫向剪切強(qiáng)度的同時，也改善了芳綸纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料( KF/ PA)的縱向剪切強(qiáng)度；同時，混雜效應(yīng)對HY/ PA的彎曲性能的影響最為顯著，HY/ PA的彎曲強(qiáng)度、彎曲模量均高于任一種單一纖維復(fù)合材料。

       碳纖維復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量等優(yōu)點，但沖擊強(qiáng)度低限制了它的應(yīng)用范圍。有幾種方法可以改善碳纖維復(fù)合材料的沖擊性能，包括：碳纖維的表面處理、樹脂基體改性、引進(jìn)厚度方向的增強(qiáng)（如三維編織）及與高斷裂應(yīng)變纖維混雜。通過將高斷裂應(yīng)變的芳綸纖維與低斷裂應(yīng)變的碳纖維混雜制得混雜復(fù)合材料，一方面提高了碳纖維復(fù)合材料的沖擊韌性，而且還能夠進(jìn)一步降低材料的質(zhì)量，提高碳纖維復(fù)合材料的比強(qiáng)度、比模量。另外，三維編織復(fù)合材料由于異型件一次編織成型，纖維貫穿材料的三個方向形成整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：所以克服了傳統(tǒng)復(fù)合材料沿纖維橫向方向剛度和強(qiáng)度性能較差，層間剪切強(qiáng)度低，易分層且沖擊韌性和損傷容限低等缺點[1-5]。本文通過將碳纖維、芳綸纖維混合編織得到三維混雜織物增強(qiáng)尼龍(HY/ PA)復(fù)合材料并對其力學(xué)性能進(jìn)行了測試、研究。

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