CFRP层间碳纳米管定向喷涂工艺及断裂韧性研究

来源期刊：复合材料学报2021年第2期

论文作者：蒋鹏 王仲奇 常正平 杨宗琪 周旭 冯征昊

文章页码：496 - 505

关键词：CFRP;磁性碳纳米管;喷涂工艺;界面改性;断裂韧性;

摘    要：为了提高碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）层间性能,采用共沉淀法在碳纳米管上接枝磁性Fe₃O₄粒子,通过定向喷涂工艺使磁性碳纳米管（Fe₃O₄-MWCNTs）在碳纤维表面取向一致,并喷涂树脂加以固定,形成碳纤维-定向碳纳米管-树脂界面,采用真空辅助树脂渗透成形（Vacuum assisted resin infusion, VARI）工艺制备层间性能优异的Fe₃O₄-MWCNTs层间定向增强CFRP。试验结果表明,喷涂树脂可改善和巩固定向喷涂工艺。与未加磁场喷涂工艺相比,当Fe₃O₄-MWCNTs的质量分数为0.3wt%时,采用定向喷涂工艺试件的I型层间断裂韧性（GIC）提升幅度最大,GIC提高了37.7%。断面形貌分析表明其增强机制以树脂的塑性变形、Fe₃O₄-MWCNTs棒状聚集体的拔出及树脂塑性孔洞的生长为主。该研究为具有可控定向行为的磁性碳纳米管改性CFRP层间力学性能提供了新思路与方法。