三維正交機織復(fù)合材料熱氧老化后的低速沖擊響應(yīng).pdf

1、三維正交機織物由經(jīng)紗、緯紗和Z紗三個紗線系統(tǒng)構(gòu)成，且兩兩相互垂直排列，經(jīng)緯紗伸直而Z紗橫貫整個織物厚度方向?qū)⒔?jīng)緯紗捆綁在一起形成穩(wěn)定織物結(jié)構(gòu)。由三維正交機織物增強樹脂形成的三維正交機織復(fù)合材料因具有較高的面內(nèi)剛度和強度及抵抗分層能力，被用于制造各種主承力件，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車和能源等工程領(lǐng)域。但復(fù)合材料在加工、儲存和應(yīng)用過程中，受到不同溫度環(huán)境場影響易發(fā)生老化；同時復(fù)合材料又經(jīng)常受到各種沖擊載荷作用，全面了解復(fù)合材料在不同老化程度

2、下的動態(tài)沖擊行為，對于構(gòu)件設(shè)計和使用安全性而言非常必要。
　　本課題通過真空輔助樹脂傳遞模塑成型工藝(VARTM)制備三維正交機織玄武巖/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，研究該復(fù)合材料試件在180℃高溫環(huán)境下老化不同時間后的結(jié)構(gòu)形態(tài)變化及在Instron Dynatup9250 HV型落錘儀上受到不同沖擊能量后的低速沖擊響應(yīng)性能，通過掃描電鏡(scanning electron microscope, SEM)表征復(fù)合材料試件高溫老化后橫截面形

3、態(tài)以及在180℃老化前后的環(huán)氧樹脂澆注體的紅外分析來研究三維正交機織玄武巖/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在高溫下老化不同時間的降解機理。得到如下主要成果和結(jié)論：
　　(1)三維正交機織玄武巖/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在180℃下老化不同時間后，表面形態(tài)和質(zhì)量發(fā)生很大的變化。隨著老化時間增加，復(fù)合材料試件表面變得不平整，玄武巖纖維逐漸顯露在復(fù)合材料表面，復(fù)合材料的顏色由灰黑色變成黃色并且顏色逐漸加深，由老化前后的環(huán)氧樹脂澆注體紅外分析可知環(huán)氧樹脂在熱氧

4、老化作用下發(fā)生了化學(xué)變化；質(zhì)量一直在減小，剛開始下降比較快，后來逐漸趨于緩慢；
　　(2) SEM觀測結(jié)果表明，隨著老化時間增加，玄武巖纖維與環(huán)氧樹脂之間逐漸脫粘，產(chǎn)生裂縫，且裂縫數(shù)量和面積隨著老化時間增加而增大；
　　(3)在一定沖擊能量下，隨著老化時間增加，三維正交機織復(fù)合材料最大承受載荷逐漸下降，載荷-位移曲線斜率下降，彈性性能下降，中心位移和能量吸收增加；在低能量沖擊下，復(fù)合材料破壞形態(tài)逐漸變得不明顯；
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