碳纤维复合材料有哪些缺陷方式?

       随着碳纤维复合材料在JY、民用等方面的应用迅速增加,其生产过程中对质量也有着越来越高的要求,因此,碳纤维复合材料内的缺陷也越来越受到关注。与金属材料加工中出现的缺陷不同,碳纤维复合材料有着比较独特的缺陷,主要表现形式有孔隙、分层、界面分离、铺层错误等等,本文将一一做个简要概括。

  (1)孔隙:孔隙是复合材料中最常见的微小缺陷,完全无孔隙的复合材料是没有的。一般来说孔隙的形成有两种原因:

       一种原因是制作过程中树脂未完全浸润或叠层间空气未完全排除,造成空气存留在其中,这种原因形成的孔隙一般数量较多,形状呈扁圆形或拉长形;

       另一种原因是由于工艺过程中产生挥发性物质,这时,孔隙一般呈圆形,孔隙数量较少,孔隙的尺寸一般较小,直径约为几微米到几百微米。评定孔隙率的影响程度的大小定量指标是孔隙率。目前,孔隙率有两种定义方法,即面积孔隙率和体积孔隙率。面积孔隙率是指单位面积所含孔隙的面积的百分比,体积孔隙率是指单位体积所含孔隙的体积百分比,具体应根据实践应用。

  (2)孔洞:一般指在生产过程中因粗大缺陷形成的大的空穴,和孔隙区别除去尺寸相对较大外没有明显的界限。由于孔洞造成复合材料严重的应力集中和复合材料的强度等各项机械性能的严重下降,因而常将其作为一种独立的缺陷类型来探讨其对复合材料性能的影响,孔洞一般肉眼就可以看出来。

  (3)疏松:疏松指的是在局部位置上密集着大量的孔洞、孔隙,使复合材料结构呈蜂窝状,使材料的强度、性能剧烈下降。

  (4)分层:指复合材料层压板中叠层之间开裂,主要是由于层与层之间脱胶引起,其特征为薄的大面积间隙。

  (5)夹杂:指存在组成成分以外的金属或非金属夹杂物,主要是原料不纯或人为疏忽造成的。

  (6)界面分离:是指的是复合材料纤维与基体之间的分离,缺陷沿着纤维方向发展。

  (7)越层断裂:是指的是复合材料层压板中叠层间发生纵向断裂。

  (8)纤维、树脂含量不正确:树脂、纤维含量过多或者过少。其它缺陷如纤维不平直、取向或铺层错误、重叠等-般是由于纤维放置不正引起的。        

       阅读延伸:《影响碳纤维复合材料模压成型的因素有哪些?