同步湿热老化和热冲击循环对碳纤维增强聚苯硫醚复合材料性能的影响

摘要整理

替代低温至极低温液体燃料（ALF）的储存应用要求纤维增强复合材料具有成本效益，并能承受严苛工况，包括加油过程中的热冲击和水污染导致的同步湿热老化。本研究建立了碳纤维增强聚苯硫醚（CF-PPS）层板在最多500次湿热冲击循环（HTSC）下的性能评估方法，采用液氮作冷却介质、沸水作加热介质。通过吸水率测定、红外光谱、热分析和断口形貌学等综合评估，深入调查了损伤机制及其对力学性能和动力学性能的影响。层板在HTSC后保持约90%的弯曲强度和模量，低能弹道冲击后保留约80%的残余性能。玻璃化转变温度和储存模量超过原始水平，硬度和冲击韧性分别保持在95%和85%以上。尽管HTSC引起了降解，但增加的不可逆交联和热残余压应力强化了纤维-基体的相互锁定，防止了层间损伤，提高了失效安全裕度。断口分析证实不存在分层，受控纤维拔出和基体脱粘为主要失效模式。研究结果突出了CF-PPS层板的耐久性，表明其适用于ALF储存应用。

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