解读碳纤维复合材料的耐热性能

解读碳纤维复合材料的耐热性能

2013-09-10 13:57:42 75

    复合材料在温度升高后首先是产生热膨胀和一定的内应力,当温度升高的幅度进一步加大时,复合材料的组分材料会逐渐发生软化、熔化、分解甚至燃烧等一系列变化,而使复合材料的机械性能急剧降低。复合材料抵抗因温度而性能下降的能力称为复合材料的耐热性,一般可用其温度升高时的强度和模量保留率来表征。
    复合材料的组分材料间因热膨胀性能的差异而在温度变化时产生内应力,这种内应力大到一定程度时,组分材料间的界面被破坏而使复合材料的性能下降。复合材料的耐热性不仅与组分材料的耐热性直接有关,还与组分材料间热膨胀系数的匹配情况密切相关。因此,对于碳纤维增强树脂基复合材料而言,热应力引起的界面脱粘不是决定其耐热性能的主要因素,而且树脂基体的耐热性往往不如增强材料或填料,所以碳纤维增强树脂基复合材料的耐热性主要取决于其聚合物基体的耐热性。
     碳纤维增强环氧树脂复合材料中的环氧树脂作为通用热固性树脂,其加工性、成型性及耐热性都非常优异,一般环氧树脂的玻璃化温度为130~140℃左右,经改性后其玻璃化温度可高达200℃,已在航空航天领域中得到应用。因此,在自然环境中,热因素对其性能的影响不大,只有在进行加速老化试验评估和寿命预测时才需要考虑。

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