多层异质复合材料

低温抗裂高阻隔

在CFRP层间引入HDPE薄膜,将脆性断裂转变为渐进失效,同时抑制低温疲劳裂纹扩展以维持气体阻隔性能。

Lin, Lei · 严岩 · 刘庭煜 · Yisu, Hao · Junjie, Chai · Zilong, Zhuang · Wei, Wei · 倪中华 · Zhang, Jiaqiao

Composites Part B: Engineering 2026

参数信息

修正因子
0.94
修正因子
0.02
低温疲劳循环次数
500

技术优势

脆断变渐进失效

HDPE中间层改变了失效拓扑结构,复合材料从灾难性脆性断裂转变为稳定的渐进失效模式,从而显著提高能量吸收能力。

低温裂纹被拦停

经历500次低温疲劳循环后,单一CFRP试样因基体脆化出现完全的气体阻隔失效,而引入的HDPE薄膜有效阻止了裂纹扩展,维持阻隔功能。

多层铺层保住阻隔

单层碳纤维铺层因贯穿厚度微裂纹导致修正因子仅0.02,几乎丧失阻隔功能;当铺层数增加到3层或更多时,修正因子超过0.94,有效减轻了固有微裂纹对气体阻隔的不利影响。

HDPE越多渗透越低

随着HDPE层数增加,增强的低温韧性系统地抑制了裂纹合并,导致气体渗透率的增加被显著抑制。

应用场景