碳/亚麻纤维混杂复合材料层间断裂韧度

摘要

为提升碳纤维增强复合材料的抗分层能力,将亚麻纤维引入碳纤维增强复合材料,制备碳/亚麻纤维混杂复合材料。采用双悬臂梁实验和端部缺口梁弯曲实验研究碳/亚麻纤维混杂复合材料的层间断裂韧度,并与碳纤维增强复合材料进行对比,用扫描电子显微镜观察材料断裂表面微观形貌。结果表明:碳/亚麻纤维混杂复合材料的Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧度与碳纤维增强复合材料相比分别提高了250%和23.86%;碳纤维增强复合材料断裂面上碳纤维表面较为光滑,说明其与树脂结合能力较差,导致较低的层间断裂韧度,而碳/亚麻纤维混杂复合材料的层间断裂面发现亚麻纤维单根纤维断裂、剥离、缠结,亚麻微纤丝剥离、缠结及亚麻微纤丝与碳纤维缠结等多尺度模式破坏。由多尺度结构亚麻纤维带来的多尺度模式破坏在裂纹扩展过程中消耗较多能量,即为碳/亚麻纤维混杂复合材料层间断裂韧度的提高机理。