纤维增强复合材料界面研究(四)——增强材料对界面粘结.pdf

。。
第3卷第4期复合材料学报Vol3班。4

19月6年12月人CTAMATERIAECOMPOSITAESINICA价亡ember1986

纤维增强复合材料界面研究(四)

增强材料对界面枯结和复合
材料力学性能的影响

金永方兰立文熊英陆文进

(西北工业大学405狡研室,西安市)

摘要

、
本文选用增勒E一51为墓体分别与凌纤雄玻端纤维和泥杂纤维复合,刹定了

、
这两矜复合材料的层阅雾切孩度纵向冲击法度和层简渐奥勒怪。又通过扫拨电锐
现察新口形农来研究增接材料与墓沐的界面枯给对复合材料力学洼能的影喻。研完
结果丧明增初E一51基体在玻璃纤维麦面形成一层厚度均匀的包复层。复合材料的

,
吹坏主要发生在包复层与墓体之朋,裂坟分枕多‘。值高,而碳/增物E一石1中的

_
碳纤维麦面汉有包复层,玻坏发生在纤维今墓体之简,要纹分枕少,层简剪切竣度
与玻瑞纤维复合材料相近而‘。遮很饭。
。
本丈还对北了增粉百一51墓休今F一46基体在界面枯接中的作用研究结果丧
明,用玻璃纤维与F一46复合,界面枯结牢固,复合材抖的层剪法度很高,G。建
低。

.
、咨,
一前户

在复合材料界面研究‘三)中指出〔’〕,不同基体与曦扦维的界面枯结情况橄碳扦维表
面处理程度加深而有所改善,但改善的幅度不一样,对复合材料性能的影晌也不一样。因此
可以推侧如果使用的借强材料不同,杆维的表面抉态和结构不同,与基体的枯结必定会有差

。
异,当然也会影晌复合材料的性佬为此我们用国产E一玻璃杆维和日本的T一30及其混
声丈l蛤6年5月10日收到
、
.碳纤雄复合材料界面济究(一)(二)见《发空材料》专刊第4卷第2期(1984年12月)

~24~
努杆维与扮韧E一51基体制成复合材料,通过力学性能酗试和断口形貌分析来研究扦维类

、、。
替混杂方式界面钻结与复合材料力学性能之间的关系
海了对比不鼠基体在界面钻结申所起的作甩,在炙验过程中还选用F一46墓体与玻瑞杆
崖麒成复合材料,现察其破断形魏与性健的关某。

二、材抖

,
Q电工魂‘
2、‘、
了户.、1、,尸主要膝材料

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碳杆维:日本东丽公司生产的T一助仇袜束中单株数为30的根扦维密度力t76
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玻玻扦淮甫京坡琉杆维辞究院金产西百一妾礴盼支牌瞪甩‘分一挪处难
荃体材料

配方一1配方二

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层臃剪切强度:按国标口B3357一日2测定。
向拉伸强度,按国标吞月3354一韶侧—定。
淡—
弯海强度:按国标‘丑3泌一82谢定。

。
纵海冲击强度,在XCf一钓冲击试骇饥上测定试件尺寸为55又GxZ。,J。
。。
层间断裂韧性:用双悬臂梁注测定哈界能量释放李口“之“试件尺寸先2动x巧、
2沈脚急。

成型工艺

改璃杆维或碳杆维复合材料:先将扦维制成无纬布。无纬布经干操后进行迭合压
斜。固化条件如下:

压制条件
材固化温变
加压点压方

,
配方一即℃/2小时120℃/之小时幼℃10kg/e沉1

醚方二1切℃/肋分175℃/骊分130℃1叻亨/e沉笼

、器~
2)混杂轩维复合材料

、。
(l)层混:由一层碳杆维无纬布一层玻璃杆维无纬布交替铺敷而成当铺到中间层
后,在坡璃杆维与碳杆维无纬布的交界面上沿板块一侧嵌入一条聚四氟乙烯薄膜,制成初蛤
。。
纹裂在测定‘时,初始裂纹将沿着玻璃扦维和碳杆维层的交界面扩展。

,
(2〕束混:在制备无纬布时,将一极碳杆维和三根玻璃杆维混合成钎维束在排布机上

。
排成混杂杆维的无纬布,然后迭合压制成板

三、结渝与针渝

为了比较不同增强材料对性能的影响,在制备各种舒维复合材料时都使用增韧万一51{仁
为基体。但由于杆维的表面状态不同,虽然与同一种基体复合,其界面粘结情况和裂纹扩吴

。、、
形貌也都有明显的差别下面根据上述几种复合材料的层间剪切强度横向拉伸强度纵向

、
冲击强度和层间断裂韧性,结合断口形貌对杆维类型界面粘结情况与力学性能三者之间的

。
关系,进行初步的分析与讨论

.
1叹不同纤维复合材料的一般力学性能

1)弯曲强度:由图1可知不同扦维复合材料的弯曲强度都比较接近,由于碳杆维的位

一
伸强度略高于坡璃舒维,所以CF尸尸的弯曲强度也略高。层混杆维复合材料的弯曲强度揍
。
近GFR尸束混复合材料却呈
现微弱的正混杂效应。但考虑到
制备工艺和测试误差的影响可以120
认为杆维类型与混杂方式对弯曲!O,

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