30、碳化硅填充碳纤维 - 环氧树脂复合材料的性能研究

碳化硅填充碳纤维 - 环氧树脂复合材料的性能研究

1. 研究背景与目的

在当今时代，碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料凭借其出色的机械性能、物理性能和热性能，在航空、航天、卫星、汽车、船舶以及民用基础设施等众多领域正逐步取代金属材料。然而，机器部件的失效往往与磨损密切相关，磨损成为影响机器部件使用寿命的关键因素。此前已有不少研究聚焦于不同磨损条件对纤维增强复合材料摩擦学性能的影响。

本研究旨在深入探究碳化硅（SiC）填充的碳纤维增强聚合物复合材料的力学性能和空气侵蚀行为。具体目标包括：
- 研究未填充和SiC填充的碳纤维增强复合材料的力学性能（硬度、拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度和冲击强度），找出填料、基体和增强体的最佳重量百分比组合，以获得最优力学性能。
- 优化SiC颗粒填充的碳纤维增强聚合物复合材料的侵蚀条件，使侵蚀率降至最低，并探究侵蚀条件对侵蚀率的影响。

2. 实验材料与方法

2.1 材料选择

• 增强材料 ：选用编织碳纤维。
• 基体材料 ：采用环氧树脂，具体为双酚 - A - 二缩水甘油醚，并按30:100的重量比搭配Hinpoxy C硬化剂。
• 填充材料 ：使用SiC颗粒。

2.2 复合材料制备

运用手糊工艺制备了六种碳纤维增强聚合物混合复合材料，具体成分如下表所示：
| 复合材料名称 | 纤维（wt%） | 基体（wt%） | 填料（wt%）