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納米纖維增韌膜不同層間鋪放位置對(duì)提高斷裂韌性的對(duì)比實(shí)驗(yàn)
有許多種方法用于消除或者降低復(fù)合材料分層問題。例如縫合、編織、釘扎、顆粒等，雖然這些方法有利于防止分層，但是他們通常會(huì)降低機(jī)械性能，大連義邦Xantu.Layr納米纖維膜層間增韌是解決復(fù)合材料斷裂韌性而研發(fā)的一款增韌材料，一種增加復(fù)合材料斷裂韌性，抗分層的簡便方式之一。
通過在復(fù)合材料層間增加熱塑性納米纖維膜從微觀提高樹脂韌性，吸收沖擊能量。本篇文章經(jīng)過對(duì)碳纖維層壓測(cè)試板在不同層間位置使用納米纖維膜進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以下是實(shí)驗(yàn)情況。
實(shí)驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為ASTM D7136，總層數(shù)為12層，總厚度為3mm，尺寸為100 mm* 150 mm，本實(shí)驗(yàn)的目的是從節(jié)約成本考慮如何將納米纖維膜用量相同的情況下，嘗試不同鋪貼位置獲得有效提高斷裂韌性的最大收益，從而某些行業(yè)可根據(jù)成本預(yù)算對(duì)使用的納米纖維膜數(shù)量考慮減半。測(cè)試在C-H的樣板中以不同的方式加入5層納米纖維膜進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，我們不妨猜測(cè)下哪一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最好。
實(shí)驗(yàn)前提（參照ASTM D7136）：
1、樣品A 未使用納米纖維膜；
2、樣品B在10個(gè)層間每一層都使用納米纖維膜；
3、樣品C-H各使用5層納米纖維膜，嘗試不同鋪貼位置獲得有效提高斷裂韌性的最大收益；
實(shí)驗(yàn)樣品描述（在低速?zèng)_擊作用下）：
1、當(dāng)納米纖維膜放置在上層或下層（C和D樣品），對(duì)比樣品B總損傷平均上升54%；
2、樣品E和F，5層納米纖維膜在上或者下層，分層區(qū)域面積E 3185m㎡， F為3107m㎡；
3、樣品G和H在中間層增加5層納米纖維膜，其中G為2層在上，3層在下，樣品H與G鋪貼位置相反；
實(shí)驗(yàn)證明：在層壓板中間層對(duì)稱均勻使用納米纖維膜效果更好（數(shù)據(jù)請(qǐng)看實(shí)驗(yàn)表）
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
1、在所有層間放置納米纖維膜如方案（B），分層區(qū)域總量可以減少60%；
2、使用方案（C-D）會(huì)產(chǎn)生大量的分層，當(dāng)在一面（上層或者下層）單側(cè)使用5層納米纖維膜，平均總損傷區(qū)域?qū)Ρ葮悠罚˙）增加了54%；
3、實(shí)驗(yàn)中效果最差是方案（E-F）將5層納米纖維膜分成2層在上層，3層在下層；
4、實(shí)驗(yàn)中最佳的鋪貼方案（H）以均勻?qū)ΨQ的形式放置于層壓板的中間層，在這種情況下，總體的損傷面積比樣品B（全使用）多50%，但是比參考樣品A(未使用)降低40%，然而這種方式納米纖維膜的用量僅為樣品B的一半，這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)是在C-H樣品中分層損傷(DoD) 值最小。
總結(jié)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，部分行業(yè)可使用相對(duì)較少的納米纖維增韌膜獲得更好的抗分層性和斷裂韌性提升，首推方案B即每一層都添加納米纖維膜可獲得更高的提升效果，其次節(jié)約成本的方案H即在靠近中間層進(jìn)行對(duì)稱均勻鋪貼也可以獲取相對(duì)較高的提升收益。
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