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碳纤维复合材料加工为什么会出现分层

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2019-11-28【

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碳纤维复合材料加工为什么会出现分层

  碳纤维复合资料存在耐高温、耐低温、强度高、分量轻、减震性好、耐磨、X射线的透过率高等优点,在汽车、医疗器械、体育用品、航空航天等范畴得到了利用,利用范畴逐步扩大。碳纤维板将同一方向排列的碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材,能有效解决多层碳纤维布施工困难和工程量大的问题,补强效果好,施工便捷。但碳纤维复合资料有个毛病,那就是脆性大,机械加工的时候轻易呈现分层、劈裂、烧伤等缺点。

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碳纤维复合资料呈现这些问题的重要起因有:
1、碳纤维复合资料由碳纤维跟树脂结合而成,碳纤维与碳纤维之间用树脂粘连。它是一种各向异性资料,沿纤维方向的强度高,垂直于纤维方向的强度低且取决于树脂粘的结强度。个别情况下,层间结合强度仅为纤维方向强度的2.2%。
2、机械加工时,存在着垂直于纤维铺层方向的轴向力,使其内部产生应力,当此应力超过树脂的结合强度,就会呈现断裂分层的景象,随着轴向力的增加,分层景象会更加重大。碳纤维制品拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。

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据报道,在AV-8B飞机的制造中,因为在碳纤维复合资料配件钻孔时呈现分层等问题,导致的整机不及格率占全机碳纤维复合资料整机不及格率的60%以上,数量宏大。碳纤维复合材料经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

 
 

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