超声振动对不同含量碳纤维增强聚丙烯制件性能的影响

利用超声辅助振动注塑模具,针对3种不同质量分数（10%,15%和20%）的碳纤维增强聚丙烯（CFPP）复合材料,进行了底部带有标准拉伸试样的壳体制件的成型实验。借助X射线衍射、扫描电镜等观测分析及拉伸性能测试,研究了超声振动外场作用下,不同碳纤维含量的制件内部结晶度及凝聚态结构中碳纤维的空间形态,以及碳纤维与基体接触界面的结合强度对制件力学性能的影响。结果表明,在CFPP制件注塑成型的填充流动阶段施加600 W功率的超声振动,上述不同碳纤维含量的制件结晶度分别提高了4.4%,7.4%和9.8%,纤维取向程度分别提高了5.2%,9.7%和3.5%,纤维与基体的结合强度分别提高了32.5%,12.7%和12.6%,最终使得制件的拉伸强度相比于未施加超声振动时分别提高了6.9%,6.2%和10.4%;但超声功率高达到900 W时,结晶度和纤维与基体的结合强度有所下降,导致制件拉伸强度有所降低。