铝颗粒增强钨纤维/环氧树脂复合材料
界面结合增强,吸能提升
在环氧树脂基体中添加铝颗粒可增强其与钨纤维的亲和性,从而改善纤维增强树脂基复合材料的力学性能。
He, Zhenhui · 唐恩凌 · Yao, Wenjin · 王睿智
Composites Science and Technology 2025
具体参数
- 能量吸收(有效结合区)
- {'zh': '224.95', 'en': '224.95'} MJ/m³
- 最大拉伸载荷(体积含量)
- {'zh': '40', 'en': '40'} vol%
- 最大插入深度
- {'zh': '9.08', 'en': '9.08'} μm
- 平均插入深度
- {'zh': '4.69', 'en': '4.69'} μm
- 有效界面厚度
- {'zh': '0.128', 'en': '0.128'}
技术优势
界面亲和性增强
少量铝颗粒即可提高环氧树脂基体与钨材料的亲和性,从而提升复合材料的力学性能。
粘流性能可调
当铝颗粒含量为15 vol%时,环氧树脂的粘流性能与纯环氧树脂相近,便于工艺实施。
载荷峰值可预判
最大拉伸载荷随铝颗粒体积含量先增后减,在40 vol%时达到最大值,为设计提供明确指导。
能量吸收范围宽
掺入铝颗粒后,环氧基体与钨纤维的有效结合区能量吸收在76.52–224.95 MJ/m³之间,适应不同吸能需求。
应用场景
- 纤维增强复合材料:通过添加铝颗粒改善界面载荷传递,提升结构件强度与可靠性。
- 金属基复合材料:利用铝颗粒与钨纤维的亲和性,开发金属-树脂混杂体系。
- 碳纤维复合材料:借鉴界面增强机制,优化碳纤维增强树脂的界面设计。
- 仿生复合材料:通过量化界面嵌套与耦合,指导仿生梯度界面结构设计。