中溫固化環氧樹脂混雜纖維復合材料性能研究

烏云其其格，付宇彤，高旭豪，姚學鋒

（1.中國航空制造技術研究院復合材料技術中心，北京 101300；2.清華大學航天航空學院，北京 100084）

混雜纖維復合材料不僅極大地擴展了復合材料的性能和使用范圍，使材料充分保留了單種增強材料的優點，同時增加了材料的可設計性，達到單種增強材料所不能實現的效果，使復合材料在低成本下實現了多功能化，如抗沖擊性能、防熱性能、抗摩擦性能、阻尼減振性能、透波性能等。不同纖維的混雜對樹脂基體有一定的要求，樹脂基體有一定的強度和韌性才能相容不同的斷裂伸長率和界面的纖維[1–4]。纖維增強樹脂基復合材料根據增強纖維的不同分為碳纖維復合材料（CFRP）、芳綸纖維復合材料（AFRP）和玻璃纖維復合材料（GFRP）等。不同的纖維復合材料具有各自的特點，玻璃纖維復合材料成本低，但其比剛度小；碳纖維復合材料的比強度和比剛度都高，但其斷裂伸長率低；芳綸纖維復合材料的斷裂伸長率高，耐磨性和阻燃性好，但其壓縮強度低[3–4]。

對于混雜復合材料力學性能及強度破壞的研究，主要集中于工藝參數、數值模擬及試驗研究等內容。Alemi-Ardakani 等[5]使用落錘在200J 的沖擊能量下對碳纖維與玻璃纖維混雜的聚丙烯復合層壓板進行了試驗，并且與數值模擬結果進行了對比。Naik 等[6]采用理論和試驗闡述了混雜復合材料（玻璃–碳纖維/環氧樹脂）降低缺口敏感性和改善抗沖擊性能的方法。Gurusideswar等[7–8]制備混雜（芳綸纖維–石墨纖維/環氧樹脂）復合材料，并對其進行微觀分析，發現混合物的拉伸破壞應變和斷裂韌性都顯著增加。……