Z-pin增強雙馬來酰亞胺層合板制備及力學性能研究.pdf

1、近年來我國大力發(fā)展航空航天領(lǐng)域，對纖維增強耐高溫樹脂基復合材料提出了迫切的需求，Z-pin增強技術(shù)以其突出的三維增強效果，彌補了先進樹脂基層合板層間強度偏低的不足。本文以雙馬樹脂基層合板為應(yīng)用對象，開展Z-pin增強雙馬層合板技術(shù)研究。
　　 首先，針對雙馬樹脂低溫高粘度及雙峰固化反應(yīng)特點，重點研究了雙馬Z-pin拉擠成形工藝，并成功制備出碳纖維/BMI樹脂（T300/NHZP-1）復合材料Z-pin。同時開展了Z-pin數(shù)控植

2、入泡沫載體工藝，超聲輔助植入工藝，以及Z-pin增強雙馬層合板模壓固化成型工藝研究，探索了低成本制備Z-pin增強雙馬層合結(jié)構(gòu)的工藝路線。
　　 其次，試驗研究了Z-pin增強層合板層間斷裂韌性，分析了Z-pin植入直徑、Z-pin植入體積分數(shù)對I、II型層間斷裂韌性的影響。試驗結(jié)果表明，Z-pin植入能顯著提高層合板層間斷裂韌性并主要取決于Z-pin植入體積含量，隨著Z-pin植入體積分數(shù)的增加，層合板層間斷裂韌性增加。同時分

3、析Z-pin增韌機理是Z-pin通過與層合板基體間的機械嵌接力及其他化學結(jié)合力、在裂紋擴展過程中Z-pin拔出或剪斷產(chǎn)生的抗力以及Z-pin自身的彈性變形等約束來增強層合板層間強度和層間斷裂韌性。
　　 最后，制備了不同規(guī)格Z-pin增強層合板，研究Z-pin對層合板面內(nèi)拉伸、開孔拉伸性能的影響。試驗結(jié)果表明：①Z-pin植入后引起層合板拉伸強度降低顯著，對拉伸模量影響較小。層合板拉伸強度隨著Z-pin植入直徑、體積分數(shù)的增大而

4、降低，并主要取決于Z-pin植入體積含量，1.77%體積分數(shù)的Z-pin增強層合板拉伸強度降低幅度高達17.5%。Z-pin引起的層合板拉伸強度降低是非線性變化的；②Z-pin植入后對層合板開孔拉伸強度的影響很小。結(jié)合層合板無損狀態(tài)下拉伸強度，Z-pin增強層合板的開孔拉伸剩余強度比例較空白層合板有較大的提高，并隨著Z-pin體積分數(shù)增加而增加，最高增幅達10%。③Z-pin植入后改變了層合板內(nèi)微觀力學結(jié)構(gòu)，載荷作用下應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)由層合