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碳纤维复合材料的缺陷类型有哪些?

  近年来,碳纤维增强复合材料在军用和民用等方面的应用迅速增长,而这些领域都是对可靠性有很高要求的场合,在复合材料生产过程中对其质量十分重视,因此,碳纤维增强复合材料内的缺陷也越来越受到重视。与金属材料工件中出现的宏观缺陷不同,复合材料有比较独特的缺陷类型,通常在制造过程中形成的缺陷有以下几种:孔隙、孔洞、分层、疏松、基体开裂、夹杂、树脂固化不完全、贫胶、富胶、纤维树脂含量不正确、界面分离、铺层错误、纤维屈曲与错位。当这些缺陷单独地或综合地起作用时,会影响构件的性能。

碳纤维复合材料的缺陷类型有哪些?

  (1)孔隙:孔隙的尺寸相对与其它缺陷来说一般均较小,在下面将会有详细叙述。孔隙是复合材料中最常见的微小缺陷,完全无孔隙的复合材料是没有的。一般来说孔隙的形成有两种原因:一种原因是制作过程中树脂未完全浸润或叠层间空气未完全排除,造成空气存留在其中,这种原因形成的孔隙一般数量较多,形状呈扁圆形或拉长形;另一种原因是由于工艺过程中产生挥发性物质,这时,孔隙一般呈圆形,孔隙数量较少,孔隙的尺寸一般较小,直径约为几微米到几百微米。

  (2)孔洞:一般指在生产过程中因粗大缺陷形成的大的空穴,和孔隙区别除去尺寸相对较大外没有明显的界限。由于孔洞造成复合材料严重的应力集中和复合材料的强度等各项机械性能的严重下降,因而常将其作为一种独立的缺陷类型来探讨其对复合材料性能的影响。孔洞一般肉眼明显可见。

  (3)疏松:疏松指的是在局部位置上密集着大量的孔洞、孔隙,使复合材料结构呈蜂窝状,使材料的强度、性能剧烈下降。

  (4)分层:指复合材料层压板中叠层之间开裂,主要是由于层与层之间脱胶引起,其特征为薄的大面积间隙。

  (5)夹杂:指存在组成成分以外的金属或非金属夹杂物,主要是原料不纯或人为疏忽造成的。

  (6)界面分离:指的是复合材料纤维与基体之间的分离,缺陷沿着纤维方向发展。

  (7)越层断裂:指的是复合材料层压板中叠层间发生纵向断裂。

  (8)纤维、树脂含量不正确:树脂、纤维含量过多或者过少。其它缺陷如纤维不平直、取向或铺层错误、重叠等一般是由于纤维放置不正引起的。

碳纤维复合材料的缺陷类型有哪些?

  因此碳纤维复合材料制品的生产工艺是极其复杂的,即便同样的工艺生产的出来的制件可能性能是完全不一样的。江苏博实碳纤维科技有限公司采用模压成型、热压罐成型工艺,可以较好地控制产品的质量,并且通过GJB9001C武器装备质量管理体系认证,目前成功开发过碳纤维工业机器人手臂、碳纤维耐压容器、卫星镜筒、卫星遮光罩、卫星太阳翼帆板、军用无人机等。

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