复合材料微细杆增强复合材料研究进展

纤维增强树脂基复合材料具有轻质高强的特点,但复合材料层合板层间韧性和抗冲击性能差,复合材料微细杆(Z-pin)增强技术极大地改善了这一不足,被广泛应用于各工业制造领域。近年来,Z-pin增强复合材料的制备工艺不断发展,目前主要有热压罐法和超声植入法(UAZ)。Z-pin增强复合材料的层间增韧和抗冲击性能提高效果显著,但其面内拉伸性能、面内压缩性能和疲劳性能稍有下降。文中从Z-pin增强复合材料的性能特点出发,针对其层间韧性、抗冲击性、面内力学性能和疲劳性能进行了综述。指出Z-pin在Ⅰ型断裂模式、Ⅱ型断裂模式和混合断裂模式下的增韧机制;总结了Z-pin在提高复合材料低能量冲击后剩余压缩性能方面的作用;介绍了Z-pin增强复合材料在平面拉伸和压缩载荷下的破坏模式,从纤维损伤角度归纳了其面内拉伸及压缩性能下降的原因;总结了Z-pin增强复合材料在循环压缩载荷下的破坏模式。最后从材料体系和工艺优化两方面出发,为降低纤维损伤提供了建议。对Z-pin增强技术的进一步应用进行了展望。