【據(jù)英國(guó)航空制造雜志2014年11月13日?qǐng)?bào)道】加的夫大學(xué)工程學(xué)院和Haydale公司宣布新研究驗(yàn)證了碳纖維復(fù)合材料力學(xué)性能的重大改進(jìn)，抗沖擊性更高。研究成果是損傷容限的增加，這將對(duì)未來(lái)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)開發(fā)產(chǎn)生極大幫助，驗(yàn)證了未來(lái)減重、環(huán)保和減排的飛機(jī)設(shè)計(jì)的可能性。
研究由加的夫大學(xué)工程學(xué)院進(jìn)行，歐盟第7個(gè)框架計(jì)劃在“潔凈天空”計(jì)劃中給予資助。項(xiàng)目基于意大利航空航天中心（CIRA）為綠色支線飛機(jī)（GRA）開發(fā)新復(fù)合材料技術(shù)的要求，由CIRA、加的夫大學(xué)工程學(xué)院和Haydale的集成團(tuán)隊(duì)共同主持。
項(xiàng)目研究了石墨烯納米薄片（GNP）和碳納米管（CNT）增強(qiáng)技術(shù)。與樹脂相比，碳纖維的增強(qiáng)作用使其剛度和強(qiáng)度更高，在纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料中，纖維決定了其屬性。功能化石墨烯加入純樹脂可以達(dá)到兩倍的剛度，不過在宏觀復(fù)合材料中效果通常會(huì)小一些。研究中觀測(cè)到的結(jié)果是抗壓強(qiáng)度增加了13%，碰撞后抗壓性能增加了50%，也就是說(shuō)正面影響了斷裂類型。這是一個(gè)非常顯著的結(jié)果，因?yàn)榭箵p傷和受壓屬性在復(fù)合材料飛機(jī)機(jī)翼等高性能結(jié)構(gòu)中是非常重要的。
項(xiàng)目采用樹脂浸漬技術(shù)生產(chǎn)了含小比例納米材料的復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了最好的材料改進(jìn)。該技術(shù)廣泛用于航空工業(yè)，納米材料使用Haydale的低溫、低能耗HDPlas等離子工藝進(jìn)行了表面處理，促進(jìn)了均勻分散和化學(xué)鍵合，避免了傳統(tǒng)功能化工藝中產(chǎn)生的廢物流。Haydale公司表示，這些杰出的結(jié)果加強(qiáng)了等離子功能化工藝進(jìn)行超級(jí)復(fù)合材料生產(chǎn)的技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性。納米增強(qiáng)復(fù)合材料為強(qiáng)化由石墨稀技術(shù)實(shí)現(xiàn)的超高性能材料提供了極有前景的路線，研究驗(yàn)證了通過使用等離子功能化的納米碳材料對(duì)復(fù)合材料可以做出顯著的改進(jìn)。
加的夫大學(xué)工程學(xué)院表示，該項(xiàng)目展示了石墨稀技術(shù)對(duì)提升飛機(jī)材料性能的巨大潛力。這些初始結(jié)果意味著能夠給飛機(jī)和其它應(yīng)用帶來(lái)很大的減重。石墨稀在下一代航空結(jié)構(gòu)開發(fā)中的潛力經(jīng)此項(xiàng)目增進(jìn)了一大步。Haydale公司通過其低溫等離子工藝進(jìn)行的石墨稀表面功能化在實(shí)現(xiàn)可觀的材料改進(jìn)上起到了關(guān)鍵作用。HDPlas技術(shù)非常環(huán)保，同時(shí)完全探索了石墨稀在復(fù)合材料中的潛力。
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