斜纹织碳纤维增强复合材料层板吸湿热老化对力学性能的影响——阻燃环氧树脂体系研究

摘要整理

复合材料结构在变工况吸湿热环境中服役时，其力学性能会发生劣化。本研究探讨了吸湿热老化对斜纹织碳纤维增强复合材料层板力学性能的影响，重点关注阻燃环氧树脂体系（CF_FR）——一个相对研究不足的领域。研究揭示了以下关键发现：（1）与通用环氧树脂体系（CF_G）相比，CF_FR表现出更明显的老化损伤，主要源于其更高的吸湿率，导致表面膨胀加剧和内部分层增加；（2）吸湿热老化通过增加峰值力提高了两种层板的抗冲击性能，特别是在较高温度下，从而降低冲击诱发的损伤；（3）老化后CF_FR的压缩强度和冲击后压缩强度（CAI）下降幅度更大，70°C水浸后阻燃层板的CAI强度下降36.3%，而CF_G仅下降14.8%；（4）在压缩加载下，CF_FR膨胀区域观察到明显的局部屈曲现象，表明老化后结构稳定性脆弱性增加。这些发现为长期吸湿环境下复合材料性能评估提供了有价值的参考，特别是在需要兼顾阻燃性能和力学完整性的安全关键应用领域。

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