下面是兩篇符合材料學報收錄的論文，符合材料是一種科學界廣泛關注的材料，被應用在航空、人造衛(wèi)星等很多領域，這些新型材料的發(fā)展在未來的高新產業(yè)肯定會有美好前途，會產生大的作為。論文對玻璃纖維布及碳纖維布增強酚醛環(huán)氧樹脂復合材料性能進行了研究。

　　《酚醛環(huán)氧樹脂復合材料性能研究》

　　摘要：纖維增強復合材料簡稱FRP，這種材料中有較大的強度和較良好的耐久性，這是其他材料都無法比擬的。碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料相比其他材料具有較好的耐高溫、耐腐蝕、質量輕等特點。

　　關鍵詞：玻璃纖維布;碳纖維布;復合材料;力學性能;纖維

　　復合材料纖維復合材料，簡稱FRP，因其較大的強度和較良好的耐久性，獲得了材料學界的廣泛關注，其中碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料具有其他材料都沒有的良好的耐高溫和耐腐蝕性，作為玻璃鋼一大分支的玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合纖維，比重小，比強度高是它的一大優(yōu)點，良好的耐化學性使它的可使用范圍更加廣泛。另外，碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合纖維和玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合纖維都具有質量輕和力學性能優(yōu)良的特點，在當下材料短缺的現狀下，如果能將這些材料應用于各行各業(yè)中，將會降低部分產品的高成本，解決原料短缺的問題，促進材料學以及社會經濟的一大發(fā)展。

　　1碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料

　　1.1碳纖維的發(fā)展歷程

　　碳纖維作為一種無機高分子化學材料，主要組成元素是碳元素，碳纖維是一種纖維狀碳化合物，是在惰性氣氛和高溫條件下有機纖維碳化而形成的，有纖維、布料等多種形式，也有多種分類，按照其力學性能的不同，可以分為高強度、超高強度等，根據其元素的不同可分為纖維素基、酚醛基和瀝青基等，碳纖維主要是在復合材料中充當增強材料，根據不同的基體材料以及復合方式可以達到不同的效果。碳纖維復合材料具有較好的耐高溫性和耐疲勞性。很久以前，就有很多科學家從碳纖維入手，成功制備了力學性能較好的黏膠基碳纖維和聚丙烯腈基碳纖維，后來，碳纖維的應用范圍不斷擴大，在運動領域、航空、人造衛(wèi)星等多個領域都有其應用。

　　1.2碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的力學性能

　　通過查閱資料我們可以知道，碳纖維力學性能非常好，相比其他材料來說，碳纖維的抗拉強度和彈性模量都比其他纖維高出不少。為了研究成型壓力對其拉伸性能的影響，我們進行了一系列實驗，運用控制變量法，選取成分含量相同的樹脂溶液，使用相同的碳纖維單向布，改變成型壓力，制備不同的碳纖維增強環(huán)氧樹脂好復合材料，通過壓力測試，對不同的碳纖維復合材料拉伸性能做出評價。最后試驗結束，在拉伸的過程中，不同的成型壓力的復合材料會出現不同的斷裂程度，因此我們能夠得到下列結論，增加復合材料的成型壓力可以在一定范圍內增加復合材料的拉伸程度和彈性模量，這說明在一定的范圍內，成型壓力的適當增加對樹脂基體對纖維的浸潤程度有促進作用，可以提高樹脂與纖維之間的粘合性，因此復合的效果也就越好，材料的拉伸性能也就越高。

　　2玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料

　　2.1玻璃纖維的發(fā)展歷程

　　玻璃纖維制品被廣泛應用在各行各業(yè)，它是一種具有較高性能的無機非金屬材料，具有較好的耐熱性和耐腐蝕性，主要成分是二氧化硅，根據其形態(tài)和長度可分為連續(xù)纖維、定長纖維和玻璃棉，根據玻璃中堿的含量可以分為無堿玻璃纖維、中堿玻璃纖維和高堿玻璃纖維，因為其良好的絕緣性和耐熱性，常作為電絕緣性材料和保溫材料出現在我們的生活中。玻璃纖維和碳纖維一樣，常作為增強材料，被廣泛應用在各個領域。玻璃纖維是玻璃鋼的一種因此它的性能較鋼的性能要高出許多。玻璃纖維作為增強材料，其中最出名的就是玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料，環(huán)氧樹脂是一種性能優(yōu)良的熱固性樹脂，與其他不聚酯樹脂相比較，力學性質更優(yōu)良，點絕緣性能越高，耐化學藥品性、耐熱性以及粘合性能也越好，當環(huán)氧樹脂與玻璃纖維形成復合材料時，由于它較強的粘結性，因此可得到較高的界面剪切強度，復合材料使環(huán)氧樹脂本就優(yōu)良的力學性質耐化學性得到更好的發(fā)揮。

　　2.2玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的力學性能

　　通過下表中玻璃纖維與鋼性能的對比可以知道，玻璃纖維具有很好的力學性質，因此，它是一種較好的復合材料中的增強材料。玻璃纖維是單項排列在樹脂基體內的，所以當纖維含量達到一定值時，當外力通過樹脂基體作用到纖維上時，由于各向異性的影響，外力的作用方向會發(fā)生改變，開始沿著纖維取向的方向發(fā)展，在一定程度上使力的作用發(fā)生分散，從而對復合材料的破壞程度降解到最低，提高了復合材料的力學性能，但是當復合材料中纖維材料含量過多時，部分纖維很難被樹脂基體完全浸潤，造成材料中許多結合界面結合力減弱，當外力作用到材料上時，力的傳遞失去了它本應有的效果，從而使材料的性能下降。

　　3結語

　　經過多年的發(fā)展，我國的復合材料也躍居世界前位，但在很多領域我們或許對碳纖維以及玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的研究還有很多缺陷。碳纖維以及玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的耐腐蝕性、絕緣性、耐化學性以及耐熱性相比之其他材料都是非常優(yōu)良的，由于其剛性好、強度高，因此可以廣泛應用于航天航空以及運輸領域，對這些優(yōu)良性能材料的開發(fā)可以有效降低產業(yè)開發(fā)所需的高成本和能源短缺的嚴重問題。

　　參考文獻

　　[1]易增博.碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料的制備及力學性能研究[D].蘭州交通大學，2015.

　　[2]崔興志.碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的制備及性能研究[D].中國海洋大學，2014.

　　[3]牟書香，賈智源.碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的液體成型及其性能研究[J].玻璃鋼/復合材料，2013，(Z2).

　　[4]梁春群，莫攸.竹纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的力學性能研究[J].化工技術與開發(fā)，2010，(8).

　　[5]尹志娟，王麗雪，姜珊.玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料的低溫性能研究[J].黑龍江工程學院學報(自然科學版)，2010，(1).

　　[6]張碩，姚寧，吳繼平，張廣泰.玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的力學性能[J].電工材料，2016，(1).

　　[7]張喬胤，張鵬，程永奇，孫友松，董智賢.碳纖/玻纖協同增強環(huán)氧樹脂復合材料力學性能研究[J].玻璃鋼/復合材料，2012，(5).

　　作者：周志宏 吳娜 單位：西安航天復合材料研究所超碼復合材料公司

　　《無損檢測技術在復合材料檢測的應用》

　　摘要：無損檢測技術在對復合材料進行檢測的過程中，不會損壞材料的結構以及形狀，不影響其使用性能，通過抽樣檢查或者逐漸檢查的方式，來獲取材料的結構信息以及缺陷狀況。不同種類的復合材料基于其自身的特點，可以選擇適當的無損檢測方法，對其內部以及表面的缺陷進行準確的判斷和評價。本文就無損檢測技術在復合材料檢測中的應用進行了詳細的討論。

　　關鍵詞：無損檢測技術;復合材料;研究

　　1無損檢測技術在復合材料檢測中的應用概述

　　為了保證復合材料結構的完整性，必須對其進行準確的缺陷以及損傷的檢測，一旦發(fā)現問題，及時修復，進而對材料的性能進行準確的評價和判斷。不同的復合材料，其結構和性質各不相同，所選取的無損檢測方法也存在著差異，現階段，被廣泛應用的無損檢測方法包括：X射線檢測無損檢測法、超聲波無損檢測法、計算機層析檢測法、紅外熱成像檢測法、聲發(fā)射法等，各種不同那個的無損檢測方法也都有自身的應用范圍、優(yōu)點和缺陷。

　　2不同種類無損檢測技術的應用狀況

　　2.1X射線無損檢測技術

　　應用比較廣泛的X設備無損檢測方法是膠片照相法，這種方法能夠檢測出復合材料中的孔隙以及雜質等在外形方面表現出來的缺陷，同時，也能夠檢測出結構的疏散、孔洞、纖維斷裂、材料分布不均勻等缺陷。這種檢測方法具有較高的靈敏度，檢測結果觀察起來比較直接，但是如果在和射線垂直的方向上存在裂紋，不容易被發(fā)現，同時，設備體積大，結構復雜，在養(yǎng)護以及維修方面所需投入的資金量較大，對安全防護方面的要求比較高。隨著技術的進步，X射線無損檢測技術也在不斷的優(yōu)化和更新，新型的X成像檢測技術以及X射線CT技術已經相對成熟，并投入到實際的應用當中。這兩種方法的優(yōu)勢在于有著更高的精度以及效率，在資金方面投入量小，能夠實現檢測結果的遠距離傳輸，使用性強，比傳統照相底板的檢測方式具有明顯的優(yōu)勢。

　　2.2超聲波無損檢測技術

　　依據復合材料本身的性質以及聲學性質對聲波產生的作用來開展復合材料的超聲波無損檢測，實現對復合材料內部以及表面缺陷的檢測。這種檢測方法能夠對復合材料的層間結構、孔隙、裂紋、裂縫以及夾雜物等缺陷進行檢測，并對材料的密度纖維狀取向、彈性模量數值、厚度數值以及幾何尺寸進行檢測，及時發(fā)現材料的變化情況。這種檢測方法具有極高的靈敏性，能夠準確的對缺陷處進行位置的確定，檢測出缺陷的主要位置以及分布狀況，設備的復雜程度低，操作容易。但是也存在著一定的弊端，比如：檢測效率不高，無法實現同一設備對全部缺陷進行檢測，對于不同種類的缺陷，需要更換不同形式的探頭，才能實現準確的檢測。對厚度尺寸較小，外形尺寸不大以及結構復雜程度較高的復合材料，也無法進行很好的檢測，計算機技術的進步，超聲波掃描技術應運而生，基于其顯示比較直觀、檢測效率高、花費時間短等特點，已經應用于飛行器等大型復合材料的檢測工作。

　　2.3計算機層析照相檢測技術

　　工業(yè)計算機層析照相技術，就是工業(yè)計算機斷層掃描成像技術，主要應用于檢測工業(yè)構件。具有操作簡單、檢查直觀、不對試件造成損傷等優(yōu)點。這種方法的工作原理是：以掃描的方式，獲取試件的斷層投影值，再依據圖像進行斷層圖像的重新建立。這種方法掃描完成的圖像清晰度好，普通的透視照相方法比較容易發(fā)生圖像模糊和重疊的現象，這種層析照相技術極大的改進了之前的成像狀況，圖像清晰度極高，對比靈敏度高于透視照相技術兩個數量級以上。基于這一顯著的優(yōu)勢，國際上已經將工業(yè)計算機層析照相技術列為現階段最佳的無檢測方法。通過大量的產品檢驗實踐，發(fā)現工業(yè)計算機層析照相技術能夠檢測出復合材料中的氣孔、夾雜、空隙、分層等缺陷，靈敏度極高，可以十分準確的檢定缺陷的外形尺寸。

　　2.4紅外熱成像無損檢測技術

　　這一技術的原理為利用紅外物理理論，將紅外輻射特性的技術以及方法合理地應用于被檢測元件，實現綜合性的無損檢測。這種檢測技術鑒定物體缺陷的方法是利用物體的熱量以及熱流。當復合材料內部存在缺陷時，會導致材料的傳熱性能發(fā)生變化，使表面的溫度分布狀況產生不同，再通過檢測設備來判斷熱輻射的差異，得到缺陷存在的準確位置。紅外熱成像技術的優(yōu)勢在于資金投入小、檢查時間短、速度快、操作簡單、準確度高。主要應用于對復合材料以及多層材料進行夾雜物、分層、開裂等缺陷的檢查。

　　2.5聲發(fā)射法檢測技術

　　聲發(fā)射法用于對復合材料以及構件進行檢查和評價，是一類動態(tài)性較強的檢查技術，通過對聲發(fā)信號的妥善處理對缺陷進行評價，確定缺陷的實際位置，并進一步判斷其發(fā)展的規(guī)律。這種檢測方法的工作原理是：如果物體存在缺陷或者有某一部分出現異常，則其在外力的作用下，就會出現應力集中，進而發(fā)生形狀的改變或者出現斷裂，其內部由此而產生的應變能以彈性波的形式被釋放出來，設備將這些信號以及信息進行捕捉，然后通過聲發(fā)射的信號特點以及發(fā)生強度數值，來判斷材料的微觀形變以及裂紋、裂縫的狀況，實現準確的檢測和報告。

　　這種無損檢測方法有其特定的適用范圍，必須具備以下兩個條件才能應用這種方法：

　　第一，必須有外部載荷作用于材料。

　　第二，材料內部的缺陷或者結構必須發(fā)生改變。現階段，這種技術已經用于檢測復合材料內部碳纖維、玻璃纖維是否斷裂，斷裂載荷的分配狀況等，進而對巖纖維或者玻璃纖維的質量進行有效評價。聲發(fā)射技術還可以用于區(qū)分復合材料中層板內缺陷的斷裂狀況，對其特性進行有效判斷，比如：基體開裂、纖維和樹脂的開裂狀況，裂紋是否存在拓展等。

　　綜上所述，不同種類的無損檢測技術都有其自身的優(yōu)勢以及弊端，適用范圍也有所不同，對于大型復合材料的分層、裂紋、內部缺陷都可以通過采用適當的無損檢測技術進行檢測、判定和評價。技術人員可需要不斷的將檢測技術進行更新與優(yōu)化，實現檢測數據準確性的穩(wěn)步提高。

　　參考文獻：

　　[1]劉穎韜,郭廣平,楊黨綱等.脈沖熱像法在航空復合材料構件無損檢測中的應用[J].航空材料學報,2012,32(01):72-77.

　　[2]劉松平,劉菲菲,史俊偉等.復合材料沖擊損傷高分辨率超聲成像檢測與損傷行為分析[J].機械工程學報,2013,49(22):16-23.

　　作者：肖亞楠 單位：河北大學質量技術監(jiān)督學院

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