海洋環(huán)境下碳纖維環(huán)氧復合材料加速老化試驗研究.pdf

1、碳纖維環(huán)氧復合材料因其良好的力學性能和可設計性等優(yōu)點已被廣泛應用于航空領域，其在海洋環(huán)境下的腐蝕老化越來越引起人們的關注，海洋大氣腐蝕是自然環(huán)境腐蝕比較嚴重的一種，海洋大氣環(huán)境會使碳纖維環(huán)氧復合材料各組分性能發(fā)生變化或者破壞，進而影響碳纖維環(huán)氧復合材料的性能。
　　本文采用了浸泡的試驗方法來研究碳纖維環(huán)氧復合材料在不同介質中的吸濕特性以及溫度對其吸濕特性的影響，更進一步了解碳纖維環(huán)氧復合材料的吸濕行為和在不同介質中的老化機理。同時

2、依據(jù)GIB150《軍用裝備試驗室環(huán)境試驗方法》中的要求，采用濕熱試驗和鹽霧試驗中規(guī)定的試驗條件模擬海洋大氣環(huán)境進行加速老化試驗，評價碳纖維環(huán)氧復合材料在海洋環(huán)境中的耐久性，通過復合材料老化試驗后的質量變化、力學性能變化和表面形貌的變化，研究其老化規(guī)律，為提高軍用裝備的環(huán)境適應性提供理論基礎。
　　浸泡試驗表明：蒸餾水和5％NaCl溶液中，碳纖維環(huán)氧復合材料的吸濕符合Fick第二定律。5％H2SO4溶液中，浸泡試驗前期碳纖維環(huán)氧復合

3、材料的吸濕和Fick擴散相似，但是浸泡試驗后期吸濕率有所下降。5％NaOH溶液中，碳纖維環(huán)氧復合材料的增重率先表現(xiàn)為線性增加，后來有所下降，最后又隨著浸泡時間的延長而單調地增加。還有就是溫度的升高加快了水分在碳纖維環(huán)氧復合材料中的擴散速度，復合材料的平衡含濕率也增大了。
　　濕熱試驗表明：隨著濕熱老化時間的延長，碳纖維環(huán)氧復合材料的增重率在不斷的增加，力學強度有所下降，碳纖維和環(huán)氧樹脂的粘結情況變壞。碳纖維環(huán)氧復合材料在濕熱環(huán)境中

4、的增重主要是其吸濕造成的，吸濕的最初階段對復合材料的力學性能影響最大，隨著其慢慢達到吸濕平衡，復合材料的力學性能逐漸穩(wěn)定在某一個定值。經(jīng)過20天的濕熱老化，碳纖維環(huán)氧復合材料的層間剪切強度和彎曲強度分別下降到58.3％和53.8％。
　　鹽霧試驗表明：碳纖維環(huán)氧復合材料在鹽霧環(huán)境中的增重主要由水分的吸收引起的，其次還有鹽霧在復合材料表面的沉積。隨著鹽霧老化時間的延長，復合材料的增重率在逐漸增加，力學強度也在逐漸下降，碳纖維和環(huán)氧樹