不等径纤维混杂复合材料混杂原理1).PDF

1999 年 10 月 北 京 航 空 航 天 大 学 学 报 October 　1999 　第25 卷 第5 期 Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics Vol. 25 　No 5 不等径纤维混杂复合材料混杂原理1) 张佐光　　仲伟虹　　张大兴　　史卫华 (北京航空航天大学 材料科学与工程系) ( ) ( ) 　　摘 　要 　对碳化硅碳 SiCFCF 环氧和硼碳 BFCF 环氧 2 种不等径纤维混 杂复合材料的混杂模型和机理进行了初步研究. 建立了三角形和四边形阵列的混杂 模型 ;分析了材料制备工艺对混杂阵列、纤维体积含量的影响. 关键词 　纤维增强复合材料 ; 碳纤维 ; 碳化硅纤维 ; 硼纤维 ; 混杂纤维复合材 料 ; 混杂模型 ; 混杂效应 分类号 　TB 332 ( 　　所谓不等径纤维复合材料是指较小直径 通 1. 3 　显微观察 μ μ ) ( ( ) 常是几 m 或十几 m 纤维与较大直径 通常是 采用扫描电镜 JSM5800 和 580 观察材料中 μ μ ) 几十 m 或上百 m 纤维进行混杂而构成的复合 纤维和基体的分布及力学损伤的微观形貌. 材料[1 ] . 这种新型的不等径纤维复合材料与一般 ( ) 2 　结果与讨论 的混杂纤维 纤维直径相差不大 复合材料相比 , 具有明显的特点[2 ] : ①纤维体积含量非常高 ,可达 2 . 1 　混杂模型的建立 70 %～80 % ; ②突出的抗压、弯性能 ; ③优良的电 2 . 1. 1 　理想混杂模型 磁波特性. 本文中所用增强纤维为 :大直径纤维用 理想状态的复合材料中纤维紧密而规整排 SiCF 和 BF ,小直径纤维用 CF ;基体采用 3 种环氧 ( ) 列 ,大直径纤维两两相切 ,所夹区域 间隙 内混杂 树脂体系. 首先建立了进行不等径纤维复合材料 有一定数目的小直径纤维 ,构成正三角形或正四 混杂模型 ,讨论了纤维的最大含量并通过制备试 边形混杂阵列 ,如图 1 所示. 样用扫描电子显微镜观察不等径纤维分布和基体 分布 ; 同时探讨材料制备工艺对混杂阵列、纤维体 积含量的影响规律. 1 　实验与测试 1. 1 　原材料 本实验采用的几种纤维见表 1. 树脂基体为 　　　a 正三角形 b 正四边形 图 1 　2 种理想混杂阵列模型示意图 环氧树脂体系. 在图 1a 所示的正三角形混杂阵列中