展宽布/网胎针刺C/C复合材料制备及力学性能

作     者：陶洋 李存静 逄增媛 张典堂 TAO Yang;LI Cunjing;PANG Zengyuan;ZHANG Diantang

作者机构：江南大学生态纺织教育部重点实验室无锡214122 

基　　金：173重点项目(2022-JCJQ-ZD-067-11) 国家自然科学基金(11702115,12072131) 173领域基金(2021-JCJQ-JJ-0211) 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年第41卷第4期

页      码：1934-1944页

摘      要：为提高针刺碳/碳(C/C)复合材料致密化效率和承载性能,分别设计了16 mm展宽布与网胎交替叠层的针刺预制体(B-NPs)、8 mm展宽布与网胎交替叠层的针刺预制体(H-NPs)及外层采用B-NPs结构、内层采用H-NPs结构的针刺预制体(T-NPs),联合化学气相渗透和浸渍-碳化工艺制备了3种针刺C/C复合材料。采用阿基米德排水法和X射线计算机断层扫描(Micro-CT)技术对3种针刺C/C复合材料的致密化效率、孔隙率和孔隙分布进行了统计,并开展了常温下三点弯曲力学性能测试。结果表明:随着展宽纱线宽度的增加,针刺C/C复合材料致密化效率得到提高,内部孔隙率有所下降。在相同的致密化时间内,B-NPs增密效果最佳,密度达到1.42 g/cm^(3),孔隙率仅为10.67%。三点弯曲载荷下,3种材料均表现出脆性破坏,其中T-NPs的弯曲强度和弯曲模量分别为173.04 MPa和20.66 GPa,具有优异的抗弯性能。3种材料的初始破坏位置均发生在针刺纤维束附近,其中低孔隙率的B-NPs针刺纤维束和碳布层破坏以纤维断裂为主;高孔隙率的H-NPs纤维/基体界面结合能力差,碳布层的破坏以纤维/基体界面脱粘和纤维拔出为主导。

主 题 词：针刺C/C复合材料 展宽布 X射线计算机断层扫描 力学性能 脆性破坏 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230922.004

馆 藏 号：203127486...