碳纖維復(fù)合材料有什么缺陷?
碳纖維復(fù)合材料常見的缺陷有孔隙、裂紋、分層、富膠等,缺陷主要來源于兩個(gè)方面,一是原材料缺陷,二是生產(chǎn)缺陷。
分層是層間產(chǎn)生脫粘或者開裂之后形成的,屬于碳纖維復(fù)合材料制品的典型缺陷。
造成分層的原因有很多種,主要有以下幾點(diǎn):1、碳纖維浸漬不完全,導(dǎo)致某些部分含膠量過低,2、在進(jìn)行固化成型的時(shí)候,工藝選擇不當(dāng)或者參數(shù)沒把控好,3、在進(jìn)行粘接的時(shí)候,粘接劑選擇不當(dāng),4、進(jìn)行預(yù)浸料鋪層的時(shí)候間隔時(shí)間過長,導(dǎo)致樹脂提前固化等。
碳纖維鋪層間的分層是碳纖維樹脂基復(fù)合材料制品中最為嚴(yán)重的缺陷類型,降低材料的壓縮強(qiáng)度和剛度從而影響了結(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(huì)不斷加重,情況嚴(yán)重時(shí)將可能導(dǎo)致材料發(fā)生斷裂。
孔隙是指碳纖維制品在成型過程中形成空洞的現(xiàn)象,是碳纖維復(fù)合材料的主要缺陷之一。主要分為延單纖孔隙(包括纖維束內(nèi)孔隙)和層板孔隙。當(dāng)孔隙率低于1.5%的時(shí)候,孔隙呈現(xiàn)球形,當(dāng)大于1.5%的時(shí)候,孔隙呈現(xiàn)與纖維軸向平行的柱形。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。
想要減少碳纖維復(fù)合材料制品的缺陷,就要嚴(yán)格把控好從選材到生產(chǎn)再到最后出廠的每一個(gè)工序
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