在温度为70℃、相对湿度为85%的湿热环境下,分别对T700碳纤维/环氧树脂基复合材料、T300碳纤维/环氧树脂基复合材料以及两种复合材料/金属胶接结构进行了70d的加速老化试验,并对老化前后的试样进行了力学性能试验和无损检测。结果表明:湿热环境没有改变两种复合材料的破坏模式,但使复合材料的纵、横向压缩强度和剪切强度略有降低;对复合材料/金属胶接结构,湿热老化环境不会导致胶接界面产生损伤,但会使胶接强度下降;老化前两种复合材料的力学性能基本相当,老化70d后T700碳纤维/环氧树脂基复合材料的性能保持率略优。

     近年来,先进树脂基复合材料因具有高的强度、刚度和优异的耐腐蚀性能,在航空航天等工业中得到了广泛应用。尽管树脂基复合材料具有优良的耐腐蚀性能,但最近研究表明,它在一定的温度、湿度、紫外光等条件下也会发生腐蚀使其力学性能降低[1-2],其中湿热老化是树脂基复合材料的主要腐蚀失效形式[3-6]。湿热环境对树脂基复合材料性能的影响主要是通过对树脂基体、增强纤维以及树脂/纤维粘接界面产生不同程度的破坏而产生的。温度变化容易产生热应力损伤,吸湿结晶则易导致裂纹扩展、基体降解等问题,使材料使用寿命降低。因而树脂基复合材料的使用寿命成为该材料使用中的主要问题。目前,由于T300碳纤维价格昂贵,大大增加了T300碳纤维复合材料的生产成本。为了降低成本,满足目前碳纤维复合材料的市场需求以及进一步扩大碳纤维复合材料的应用,选择一种价格相对低廉的碳纤维作为T300的替代品显得非常迫切。T700碳纤维就是一种很好的替代产品,其价格仅为T300的1/10[7]。

       老化试验是评价和研究各种材料在一定环境下的耐老化性能和老化规律的一种手段[8-11]。老化试验方法可分为两类:(1)自然老化试验,即利用自然环境条件或自然介质进行试验;(2)加速老化试验,即利用人工方法,在室内或设备内模拟近似于大气环境条件或某种特定的环境条件,并强化某些因素,以期在较短时间内获得结果。作者针对某树脂基复合材料部件在制造车间、产品库房和露天条件三种湿热老化环境中,对T700碳纤维/环氧树脂基和T300碳纤维/环氧树脂基复合材料以及两种复合材料与金属胶接结构进行湿热加速老化试验,并对老化前后的材料进行了力学性能试验和无损检测。

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