在期刊上写作聚合物那奥斯陆大都会大学和挪威奥斯陆大学的研究人员研究了复合聚合物材料的空隙含量表征和组成部分。亚博网站下载
学习：碳纤维增强聚合物的空隙含量测定：破坏性和非破坏性方法的比较。图片信用：composite_carbonman / shutterstock.com
该团队已经比较了破坏性和非破坏性的方法，并根据分析中的复合材料的应用和复合材料的类型提出了这些方法的建议。
空隙含量和碳纤维增强聚合物性能
已广泛探索碳纤维增强聚合物，如海洋结构部件，管道，航空航天应用，汽车应用和碳纤维微电极等若干应用。这些材料表现亚博网站下载出良好的机械和物理性质，使其成为理想的下一代材料，并且在许多情况下显着降低了许多技术中使用的组件的重量。
空隙含量对层间剪切强度的影响。图像信用：Elkolali，M等人。，聚合物
空隙含量会影响碳纤维增强聚合物的性能。当用树脂涂覆纤维时，由于在具有树脂内的纤维结构内的低效率而形成空隙。另外，由于气泡和挥发物的捕获，在层压期间可以形成空隙。还有其他因素影响空隙形成和随后的材料质量，包括树脂的粘度，加工参数如时间和压力，以及制造期间的树脂的温度。亚博网站下载
主要是球形，空隙功能可以加剧应力，显着影响材料的机械性能。具有高空隙含量的层压材料可以容易地破裂，可以削弱基质和纤维之间的粘合。空隙含量也会影响平面内剪切和弯曲和拉伸强度的性质。不仅可以影响材料的机械性能，而且还通过促进磨损并提高材料对风化效果和水渗透的脆弱性来引起纤维损伤。亚博网站下载
除了空隙含量，纤维和基质的材料组成会影响其性能和性能，对复合材料的性能显着影响。亚博网站下载在矩阵删除之前了解材料的光纤和矩阵组件的密度以及样本的体积提供有关空隙内容的卷的信息。
在汽车和航空航天行业中，标准化重量试验用于消除基质含量，并在去除基质的前后测量样品的质量。最近，数值技术的开发和计算能力的改进已经促进了用于在复合材料中确定空隙含量的先进数值建模的发展。亚博网站下载几项研究用来为此目的使用不同的数值方法，为在碳纤维增强聚合物研究领域工作的研究人员提供了有用的信息。
因此，为了确保碳纤维增强聚合物的性能和质量，在制造过程中必须显着降低空隙含量的水平。已经使用了几种方法来减少其在制造期间的内容，例如真空袋和高压釜固化，但这些方法不能完全去除空隙。
（一种）硫酸消化期间的碳/环氧样品;（B.）在第二面板中添加过氧化氢的描述后。图像信用：Elkolali，M等人。，聚合物
研究
新研究的目的发表于聚合物是为了执行破坏性和非破坏性测试以确定长丝伤口管样品的光纤，基质和空隙含量，并比较测试结果。作者调查了两个破坏性测试和一个非破坏性测试。
研究有几个额外的目的。作者评估了破坏性的测试，以调查其准确性并提出最适合测试的建议。还评估了非破坏性测试。作者评估了该测试的结果和执行和出口3D分析的能力。进行了对经测试材料样品的扫描和重建数据的数值分析，以进一步研究预测层压强度并将结果与机械测试进行比较。
该研究的进一步目的是比较破坏性和非破坏性测试的准确性，可用性和简单性。两种酸消化试验用于破坏性测试，一种用硫酸和硝酸的测试。进行的非破坏性测试是微型CT扫描。
作者证明，使用硫酸是有利的，更容易使用。实验时间在1小时内，与硝酸的四十小时相比，并且使用硫酸更便宜，并且可以更准确地确定增强和基质的质量含量。然而，需要更多的安全设备，因为它涉及更多的app亚博体育危险。然而，破坏性测试并不像微型CT扫描以识别微脂脂一样准确。
扫描样品“μCT2”显示灰色的复合材料和红色;（一种）扫描的样本，（B.）切割截面，显示样品中的空隙。图像信用：Elkolali，M等人。，聚合物
虽然微型CT扫描可以更精确地测定微管，结果表明，由于它们之间缺乏相当大的差异，它无法区分矩阵和增强。然而，与所有非破坏性测试一样，微型CT扫描的优点是在同一样品上进行进一步分析的可能性。
作者表示，未来的研究将涉及通过机械测试验证FEM，并研究微型CT扫描结果的相关性，以预测普通的复合层压板和平面外强度。此外，未来的工作将通过调整碳纤维增强聚合物的机械性能设计深度自主水下车辆的船体。
进一步阅读
Elkolali，M等人。（2022）碳纤维增强聚合物的空隙含量测定：破坏性和非破坏性方法的比较[在线的]聚合物14（6）1212 |mdpi.com。可用于：https://www.mdpi.com/2073-4360/14/6/1212
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