海洋環(huán)境下碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料加速老化試驗(yàn)研究.pdf

1、碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料因其良好的力學(xué)性能和可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域，其在海洋環(huán)境下的腐蝕老化越來(lái)越引起人們的關(guān)注，海洋大氣腐蝕是自然環(huán)境腐蝕比較嚴(yán)重的一種，海洋大氣環(huán)境會(huì)使碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料各組分性能發(fā)生變化或者破壞，進(jìn)而影響碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的性能。
　　本文采用了浸泡的試驗(yàn)方法來(lái)研究碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料在不同介質(zhì)中的吸濕特性以及溫度對(duì)其吸濕特性的影響，更進(jìn)一步了解碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的吸濕行為和在不同介質(zhì)中的老化機(jī)理。同時(shí)

2、依據(jù)GIB150《軍用裝備試驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法》中的要求，采用濕熱試驗(yàn)和鹽霧試驗(yàn)中規(guī)定的試驗(yàn)條件模擬海洋大氣環(huán)境進(jìn)行加速老化試驗(yàn)，評(píng)價(jià)碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料在海洋環(huán)境中的耐久性，通過(guò)復(fù)合材料老化試驗(yàn)后的質(zhì)量變化、力學(xué)性能變化和表面形貌的變化，研究其老化規(guī)律，為提高軍用裝備的環(huán)境適應(yīng)性提供理論基礎(chǔ)。
　　浸泡試驗(yàn)表明：蒸餾水和5％NaCl溶液中，碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的吸濕符合Fick第二定律。5％H2SO4溶液中，浸泡試驗(yàn)前期碳纖維環(huán)氧復(fù)合

3、材料的吸濕和Fick擴(kuò)散相似，但是浸泡試驗(yàn)后期吸濕率有所下降。5％NaOH溶液中，碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的增重率先表現(xiàn)為線性增加，后來(lái)有所下降，最后又隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而單調(diào)地增加。還有就是溫度的升高加快了水分在碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料中的擴(kuò)散速度，復(fù)合材料的平衡含濕率也增大了。
　　濕熱試驗(yàn)表明：隨著濕熱老化時(shí)間的延長(zhǎng)，碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的增重率在不斷的增加，力學(xué)強(qiáng)度有所下降，碳纖維和環(huán)氧樹脂的粘結(jié)情況變壞。碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料在濕熱環(huán)境中

4、的增重主要是其吸濕造成的，吸濕的最初階段對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能影響最大，隨著其慢慢達(dá)到吸濕平衡，復(fù)合材料的力學(xué)性能逐漸穩(wěn)定在某一個(gè)定值。經(jīng)過(guò)20天的濕熱老化，碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別下降到58.3％和53.8％。
　　鹽霧試驗(yàn)表明：碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料在鹽霧環(huán)境中的增重主要由水分的吸收引起的，其次還有鹽霧在復(fù)合材料表面的沉積。隨著鹽霧老化時(shí)間的延長(zhǎng)，復(fù)合材料的增重率在逐漸增加，力學(xué)強(qiáng)度也在逐漸下降，碳纖維和環(huán)氧樹