杂化机织复合材料

抗弹冲击性能优

通过层内或层间混合芳纶纤维，利用其高断裂伸长率优化二维机织复合材料的抗冲击性能，实现破坏模式的调控。

Jikai, Yu · Huang, Jinzhao · 张莉 · 果立成

Engineering Fracture Mechanics 2025

技术优势

背面集中芳纶最优

层间杂化中将芳纶纤维集中在背面能更有效利用其高断裂伸长率，从而获得最高的抗冲击性能。

可预测失效模式

拉伸破坏裂纹与芳纶纱线的高断裂伸长率和界面性能相关，压缩破坏裂纹则与其大角度扭折失效相关，因此可以通过设计调控破坏模式。

应用场景

• 防弹装甲：利用背面集中芳纶的结构提高抗冲击性，用于防弹装甲能更有效抵御高速冲击。
• 航空航天结构件：通过杂化设计平衡抗冲击性与轻量化，可用于航空航天结构件以抵抗碎片撞击。
• 高强轻质复合材料：利用芳纶的高断裂伸长率优化抗冲击性能，同时保持机织复合材料轻质高强的特点。
• 冲击防护装备：可调失效模式与高抗冲击性适用于头盔、护具等冲击防护装备，提升能量吸收。