| 基于峰值力纳米力学模量成像技术的碳纤维/树脂复合材料界面尺寸与性能的原位表征 |
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| 作者姓名： | 牛一凡 杨赢 孟积兴 |
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| 作者单位： | 1. 中国民航大学 中欧航空工程师学院, 天津 300300;2. 东南大学 土木工程学院工程力学系江苏省工程力学 分析重点实验室, 南京 210096;3. 泰山体育产业集团 国家体育用品工程技术研究中心, 德州 253600 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金,中央高校基本科研业务经费 |
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| 摘 要： | 为准确测定复合材料界面结构的尺寸与性能,提出一种原位峰值力纳米力学模量成像(PF-QNM)技术,对其测试原理、校准方法和适用性进行分析,并采用PF-QNM技术对碳纤维/聚醚醚酮(T300/PEEK)、碳纤维/聚醚砜(T300/PES)和碳纤维/环氧树脂(T700/TR1219B)三种复合材料的界面尺寸和各组分原位模量进行测试。结果标明:该方法的横向分辨率可以达到纳米尺度,测得树脂、界面、纤维区域的弹性模量数值呈梯度上升趋势,区分度明显,T300/PEEK、T300/PES和T700/TR1219B复合材料界面厚度分别为(69.3±7.9)nm、(101.3±10.2)nm和(48.4±5.4)nm。实验范围内,热固性复合材料界面厚度小于热塑性复合材料。对模量成像图统计分析可得,T300/PEEK、T300/PES和T700/TR1219B复合材料的树脂区平均弹性模量分别为4.36 GPa、4.96 GPa和3.59GPa,与其宏观弹性模量数值较为接近。
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| 关 键 词： | 树脂基复合材料 碳纤维 界面 原子力显微镜 模量成像 |
| 收稿时间： | 2016-03-11 |
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