CFRP层间碳纳米管定向喷涂工艺及断裂韧性研究

作者：蒋鹏; 王仲奇^*; 常正平; 杨宗琪; 周旭; 冯征昊

来源：复合材料学报, 2021, 38(02): 496-505.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20200824.004

• CFRP
• 磁性碳纳米管
• 喷涂工艺
• 界面改性
• 断裂韧性

为了提高碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层间性能,采用共沉淀法在碳纳米管上接枝磁性Fe3O4粒子,通过定向喷涂工艺使磁性碳纳米管(Fe3O4-MWCNTs)在碳纤维表面取向一致,并喷涂树脂加以固定,形成碳纤维-定向碳纳米管-树脂界面,采用真空辅助树脂渗透成形(Vacuum assisted resin infusion, VARI)工艺制备层间性能优异的Fe3O4-MWCNTs层间定向增强CFRP。试验结果表明,喷涂树脂可改善和巩固定向喷涂工艺。与未加磁场喷涂工艺相比,当Fe3O4-MWCNTs的质量分数为0.3wt%时,采用定向喷涂工艺试件的I型层间断裂韧性(GIC)提升幅度最大,GIC提高了37.7%。断面形貌分析表明其增强机制以树脂的塑性变形、Fe3O4-MWCNTs棒状聚集体的拔出及树脂塑性孔洞的生长为主。该研究为具有可控定向行为的磁性碳纳米管改性CFRP层间力学性能提供了新思路与方法。

• 单位
  材料学院; 西北工业大学