有許多種方法用于消除或者降低復(fù)合材料分層問題。例如縫合、編織、釘扎、顆粒等,雖然這些方法有利于防止分層,但是他們通常會降低機械性能,大連義邦Xantu.Layr納米纖維膜層間增韌是解決復(fù)合材料斷裂韌性而研發(fā)的一款增韌材料,一種增加復(fù)合材料斷裂韌性,抗分層的簡便方式之一。
通過在復(fù)合材料層間增加熱塑性納米纖維膜從微觀提高樹脂韌性,吸收沖擊能量。本篇文章經(jīng)過對碳纖維層壓測試板在不同層間位置使用納米纖維膜進行了實驗,以下是實驗情況。
實驗測試標(biāo)準為ASTM D7136,總層數(shù)為12層,總厚度為3mm,尺寸為100 mm* 150 mm,本實驗的目的是從節(jié)約成本考慮如何將納米纖維膜用量相同的情況下,嘗試不同鋪貼位置獲得有效提高斷裂韌性的最大收益,從而某些行業(yè)可根據(jù)成本預(yù)算對使用的納米纖維膜數(shù)量考慮減半。測試在C-H的樣板中以不同的方式加入5層納米纖維膜進行對比實驗,我們不妨猜測下哪一組實驗數(shù)據(jù)最好。
3、樣品C-H各使用5層納米纖維膜,嘗試不同鋪貼位置獲得有效提高斷裂韌性的最大收益;
1、當(dāng)納米纖維膜放置在上層或下層(C和D樣品),對比樣品B總損傷平均上升54%;
2、樣品E和F,5層納米纖維膜在上或者下層,分層區(qū)域面積E 3185m㎡, F為3107m㎡;
3、樣品G和H在中間層增加5層納米纖維膜,其中G為2層在上,3層在下,樣品H與G鋪貼位置相反;
實驗證明:在層壓板中間層對稱均勻使用納米纖維膜效果更好(數(shù)據(jù)請看實驗表)
1、在所有層間放置納米纖維膜如方案(B),分層區(qū)域總量可以減少60%;
2、使用方案(C-D)會產(chǎn)生大量的分層,當(dāng)在一面(上層或者下層)單側(cè)使用5層納米纖維膜,平均總損傷區(qū)域?qū)Ρ葮悠罚˙)增加了54%;
3、實驗中效果最差是方案(E-F)將5層納米纖維膜分成2層在上層,3層在下層;
4、實驗中最佳的鋪貼方案(H)以均勻?qū)ΨQ的形式放置于層壓板的中間層,在這種情況下,總體的損傷面積比樣品B(全使用)多50%,但是比參考樣品A(未使用)降低40%,然而這種方式納米纖維膜的用量僅為樣品B的一半,這種方式的最大優(yōu)點是在C-H樣品中分層損傷(DoD) 值最小。
總結(jié),經(jīng)過實驗得出結(jié)論,部分行業(yè)可使用相對較少的納米纖維增韌膜獲得更好的抗分層性和斷裂韌性提升,首推方案B即每一層都添加納米纖維膜可獲得更高的提升效果,其次節(jié)約成本的方案H即在靠近中間層進行對稱均勻鋪貼也可以獲取相對較高的提升收益。