微胶囊层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的超声导波评价

王奔^1,2，于晓启^1,2，赵国旗^1,2，骆英^1,2，郝文峰^1,2

1. 江苏大学高端装备关键结构健康管理国际联合研究中心2. 江苏大学土木工程与力学学院结构健康管理研究院

摘 要：选用微胶囊作为改性材料,采用热压机层压成型工艺制备出微胶囊层间增韧T300碳纤维/环氧树脂（CF/EP）复合材料。通过双悬臂梁（DCB）Ⅰ型层间断裂试验评估了CF/EP复合材料的增韧效果。利用超声导波技术对普通CF/EP复合材料和增韧CF/EP复合材料层间力学性能进行评价。通过SEM对CF/EP复合材料层间断面微观形貌进行观察,以揭示微胶囊的增韧机制,同时对超声导波检测结果进行辅助说明。结果表明,微胶囊以团聚形式分布在层间基体中,可以有效提高CF/EP复合材料的层间断裂韧性。微胶囊的填充改变了CF/EP复合材料层间基体特性,增加了导波传播过程中的衰减,导致响应信号峰值降低。同时,团聚的微胶囊改变了CF/EP复合材料对于中心频率125 kHz五峰波激励的振动响应,导致中心频率在信号频谱中的幅值低于普通CF/EP复合材料。

关键词：团聚微胶囊;层间增韧;碳纤维（CF）;环氧树脂（EP）;复合材料;力学性能评价;超声导波;