碳纤维增强复合材料性能影响因素的探讨.pdfVIP

第二十八卷 第二期 高科技纤维与应用 Vol.28, No.2 Hi-Tech Fiber Application 第二期 刘越：碳纤维增强复合材料性能影响因素的探讨 - 29 - 2003 04 Apr., 2003 年 月 碳纤维增强复合材料性能影响因素的探讨 刘 越 （山东省化学纤维研究所，山东 潍坊 261031） 摘 要:碳纤维复合材料以其优异的性能，在社会各领域都得到了广泛的应用。复合材料整体性能的优劣不仅取 决于各组成部分本身的性能，同时也与各组分间的配比，加工条件及由此所形成的纤维与基体间界面性能等有密 切的关系。本文对影响碳纤维复合材料性能的有关因素作了探讨。 关键词:碳纤维复合材料；性能；影响因素 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: （ ） TQ327.3 A 1007-9815 2003 02-0029-05 1 碳纤维复合材料 为 CFRP 应用的。 CFRP 碳纤维复合材料 （ ）最初是依航空航 2 增C强F 性能影响因素的分析FRP 天用途而发展起来的，与金属材料相比较， [2] CFRP 结构件无论在刚度﹑强度上，还是在质量﹑ 正如早些时候日本的牧广教授 所倡导的那 热膨胀及耐疲劳性上都具有显著的优越性。以飞 样：增强纤维的强度性能应该被看作是一种功 机质量为例，飞机机身质量约占起飞质量的 能，FRP 就是复合两种以上功能的材料。或者说 50% ，燃料占25% ，只有 25% 留作负载。如果 是“取长补短”更为妥贴些。 将轻量且高强的 CFRP 用于飞机的制造，只要使 从 CF 增强 FRP 的应用来看，其性能的优劣 10% 20% CF 其质量减少 ，那么有效负载就会增加 。 不仅仅取决于所用组分如 ﹑基体材料﹑辅助材 作为最经济高效的飞机结构件减重增效的途径， 料（如固化剂﹑促进剂﹑引发剂﹑增塑（韧）剂 CFRP 在飞机主构件上的应用正日趋扩大。 ﹑上浆剂以及触变剂）等的各自性能，而且，尤 随着经济的发展，性能良好的 CFRP 在军工 其还取决于 CF 与基体间界面性能以及环境﹑加 以外的体育﹑休闲等一般产业领域（如钓鱼竿﹑ 工工艺等因素的影响。 高尔夫球杆﹑球拍﹑自行车﹑游艇等）也得到了 2.1 对 CF性能的影响FRP CF 广泛的应用，而且在数量上已居领先位置。据不 首先， 的均匀性将直接影响其最终机械 完全统计，目前面向机械，建材如天然气车辆用 性能。在实践中，可以发现，有时虽然 CF 单丝 罐等，风力发电机叶片及混凝土补强加固等一般 强力值较高，但是由于其单丝的强度不匀率或者 产业用途为 50%，体育休闲用品占30%，而航天 变形不匀率等原因造成复丝断裂时并不是各单丝 20%