碳纖維桿--碳纖維的組成結(jié)構(gòu)的介紹

         碳纖維是含碳量高于90%的無機(jī)高分子纖維,。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維,。碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)類似人造石墨，是亂層石墨結(jié)構(gòu),。[5]  碳纖維各層面間的間距約為3.39到3.42A,，各平行層面間的各個碳原子，排列不如石墨那樣規(guī)整,，層與層之間借范德華力連接在一起,。[6]  通常也把碳纖維的結(jié)構(gòu)看成由兩維有序的結(jié)晶和孔洞組成，其中孔洞的含量,、大小和分布對碳纖維的性能影響較大,。[7]  當(dāng)孔隙率低于某個臨界值時，孔隙率對碳纖維復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度,、彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度無明顯的影響,。有些研究指出,，引起材料力學(xué)性能下降的臨界孔隙率是1%-4%?？紫扼w積含量在0-4%范圍內(nèi)時,，孔隙體積含量每增加1%，層間剪切強(qiáng)度大約降低7%,。通過對碳纖維環(huán)氧樹脂和碳纖維雙馬來亞胺樹脂層壓板的研究看出,，當(dāng)孔隙率超過0.9%時，層間剪切強(qiáng)度開始下降,。由試驗(yàn)得知,，孔隙主要分布在纖維束之間和層間界面處。并且孔隙含量越高,，孔隙的尺寸越大,，并顯著降低了層合板中層間界面的面積。當(dāng)材料受力時,，易沿層間破壞,，這也是層間剪切強(qiáng)度對孔隙相對敏感的原因。另外孔隙處是應(yīng)力集中區(qū),，承載能力弱,，當(dāng)受力時，孔隙擴(kuò)大形成長裂紋,，從而遭到破壞,。即使兩種具有相同孔隙率的層壓板（在同一養(yǎng)護(hù)周期運(yùn)用不同的預(yù)浸方法和制造方式），它們也表現(xiàn)處完全不同的力學(xué)行為,。力學(xué)性能隨孔隙率的增加而下降的具體數(shù)值不同,，表現(xiàn)為孔隙率對力學(xué)性能的影響離散性大且重復(fù)性差。由于包含大量可變因素,，孔隙對復(fù)合材料層壓板力學(xué)性能的影響是個很復(fù)雜的問題,。這些因素包含：孔隙的形狀、尺寸,、位置,；纖維、基體和界面的力學(xué)性能,；靜態(tài)或者動態(tài)的荷載,。相對于孔隙率和孔隙長寬比，孔隙尺寸,、分布對力學(xué)性能的影響更大些,。并發(fā)現(xiàn)大的孔隙（面積>0.03mm2）對力學(xué)性能有不利影響，這歸因于孔隙對層間富膠區(qū)的裂紋擴(kuò)展的產(chǎn)生影響。