基于峰值力纳米力学模量成像技术的碳纤维/树脂复合材料界面尺寸与性能的原位表征

编号 zgly0001567683

文献类型 期刊论文

文献题名 基于峰值力纳米力学模量成像技术的碳纤维/树脂复合材料界面尺寸与性能的原位表征

作者 牛一凡  杨赢  孟积兴 

作者单位 中国民航大学中欧航空工程师学院  东南大学土木工程学院工程力学系江苏省工程力学分析重点实验室  泰山体育产业集团国家体育用品工程技术研究中心 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2017年03期

年份 2017 

分类号 TB332 

关键词 树脂基复合材料  碳纤维  界面  原子力显微镜  模量成像 

文摘内容 为准确测定复合材料界面结构的尺寸与性能,提出一种原位峰值力纳米力学模量成像(PF-QNM)技术,对其测试原理、校准方法和适用性进行分析,并采用PF-QNM技术对碳纤维/聚醚醚酮(T300/PEEK)、碳纤维/聚醚砜(T300/PES)和碳纤维/环氧树脂(T700/TR1219B)三种复合材料的界面尺寸和各组分原位模量进行测试。结果标明:该方法的横向分辨率可以达到纳米尺度,测得树脂、界面、纤维区域的弹性模量数值呈梯度上升趋势,区分度明显,T300/PEEK、T300/PES和T700/TR1219B复合材料界面厚度分别为(69.3±7.9)nm、(101.3±10.2)nm和(48.4±5.4)nm。实验范围内,热固性复合材料界面厚度小于热塑性复合材料。对模量成像图统计分析可得,T300/PEEK、T300/PES和T700/TR1219B复合材料的树脂区平均弹性模量分别为4.36 GPa、4.96 GPa和3.59GPa,与其宏观弹性模量数值较为接近。