论文部分内容阅读
纤维金属层板（Fiber Metal Laminates，FMLs）是一种由金属薄板和纤维复合材料交替铺层后，在一定的温度和压力下固化而成的一种层间混杂复合材料，故也叫作超混杂层板（SuperHybrid Laminates）。FMLs综合了传统纤维复合材料和金属材料的特点，具有高比强度和比刚度，优良的疲劳性能以及高的损伤容限，这些优势使得FMLs在航空航天工业中获得了广泛的应用。FMLs在国外已得到成功的应用，但国内对于FMLs的研究，特别是对热塑性纤维金属层尚未有系统的研究。本文研究的Ti/APC-2层板是一种新型热塑性纤维金属层板，其中APC-2是单向AS4碳纤维增强聚醚醚酮的片状复合材料。本文首先对钛板表面进行了喷砂处理，利用热压法制备了三种结构的Ti/APC-2层板，其堆叠顺序依次为：[Ti/0°/Ti]、[Ti/0°/Ti/0°/Ti]和[Ti/0°/90°/Ti/90°/0°/Ti]，并对Ti/APC-2层板在23℃、70℃、140℃和210℃下的拉伸、弯曲和层间剪切性能进行了测试与分析。同时选用DCB测试方法评定[Ti/0°/Ti]结构Ti/APC-2层板的层间断裂韧性。本文还利用扫描电子显微镜（SEM）对层板的界面状态进行了分析。结果表明：①喷砂处理后钛/聚醚醚酮接头的拉伸剪切强度为18MPa，增幅为40%；②Ti/APC-2层板的最大拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度分别是725MPa、1246MPa、48MPa，且各结构层板的力学性能随测试温度的升高表现出不同程度的下降，在最高测试温度210℃时层板仍具有良好的力学性能；③DCB实验喷砂处理前后Ⅰ型结构层板的层间断裂韧性分别为128J/m~2、168J/m~2，表明喷砂使层板的层间断裂韧性提高了31%，喷砂处理后层板获得了良好的层间断裂韧性，裂纹在层板中的扩展方式良好，各测试阶段得到的GIC在平均值上下波动；④对制得层板中钛板与APC-2粘结界面及纤维与树脂界面的SEM分析证明层板界面结合良好。