免费论文：T300碳纤维NCF织物表征及复合材料性能研究

碳纤维NCF织物作为一种新的复合材料增强体，具有纤维无屈曲，能充分发挥纤维的力学性能、铺覆性和预成型性好等优点，在先进树脂基复合材料领域具有很大的发展潜力。但目前国内针对碳纤维NCF织物的表征方法还尚未形成，国外也没有形成统一的测试标准；同时，国内对碳纤维NCF织物复合材料的力学性能、缺陷形式及耐湿热性等的研究也较少，这制约了碳纤维NCF织物及其复合材料的发展及推广。针对上述问题，本文系统开展了如下研究：首先，开展了经编线的化学组成、耐热性、力学性能和与树脂相容性的研究工作，以期得到适用于碳纤维NCF织物经编线的性能指标。研究发现经编线的拉伸强度在400~600MPa，断裂延伸率在20%左右为宜，30D和75D-PET均满足经编线的性能要求；然后，开展了碳纤维NCF织物表征方法的研究，主要包括NCF织物的面内剪切变形、渗透特性和拉伸性能，结果表明画框剪切和偏轴拉伸试验能很好地表征织物的面内剪切变形，但有所差别；NCF织物的面内渗透率符合Kozeny-Carman方程，且织物中的经编线引起其预成型渗透率的降低；织物的拉伸试验不能很好地反映织物中所有纤维同时承载的力学性能；其次，开展了四种NCF织物和两种帘子布复合材料的力学性能测试，并采用SEM和金相显微法分析了复合材料的微观结构，结果表明NCF织物经编线产生的“裂缝”和“渠道”在复合材料中形成富树脂区和空隙，从而造成面内力学性能有10%~15%的下降，同时NCF复合材料层间性能较好，使其弯曲性能和层间剪切强度保持较好；最后，对NCF复合材料的耐湿热性进行表征，结果表明水浸过程中，经编线吸湿并为水分在复合材料中的扩散提供了新路径，从而引起复合材料的初始吸湿速率变大、饱和吸湿量增加以及ILSS下降幅度增加。

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