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嚣卷第期航空学报. .±

年月.
混杂纤维复合材料吸湿行为研究
北京航空航天大学张佐光宋焕成李宏运

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摘要本文采用水浸的方普,研究了不同类型混杂复合材科层压扳的吸湿行为,拽
到描述强杂复合材料暖湿规律方程。同时,从理论上对混杂复合材料的平衡吸淀量及湿扩散系
数进行了分析,建立了数学表达式,理论与实验较好吻合。
关键词复音材料,混杂复合材料,吸涅,环境效应,扩散
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一
、前言
混杂复合材料因为是由两种或两种以上纤维增强,必然存在两种或两种以上的界面。
驰年月日收到, 年月日收到修改稿
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嚣期张佐光等,混杂纤维复台材料吸温行为研究
这些界面相对比例及分散程度的不同,对材料的吸湿行为将产生不同的效应。本文采用碳
纤维一玻璃纤维/、碳纤维—芳纶/混杂,分别增强两种不同类型的树脂基俸、
制作了多种混杂结构参数混杂比、界面数、铺层顺序等不同的屡压板如表,测
试其在℃蒸馏水中不同时间下的吸湿量,并对描述材料吸湿行为的主要参数:平衡暖湿
量及扩散系数进行了理论分析,~建立了各自的数学表述式,获得的理论估算与实涮数据鞍
为一致。
表混杂纤维复合材料铺层形式与参数
试样编号铺层形式混杂比, 界面数
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注, 如基体双马来酰亚胺型, ——基体飙酚环氧墅
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二、混杂复合材料湿扩散过程描述
图示出测得的吸湿曲线。无论哪种混杂复台材料层压板的吸湿曲线形状基本相似,
在吸湿初期均近似于直线, 吸湿中期呈非线性变化, 而在后期均趋于平衡值。这种规律与
;扩散相似。故对实铡结果进行扩散检验。若是扩散,则应满足下
式”
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式中—扩散中的吸湿度, 一无量纲时间。
甩式作图,可以得扩散的标准分布曲线如图中的实线。同时对实验
测得的吸湿曲线进行适当处理,可求得试样的实际平衡吸湿量和表观扩散系数【”。
园此可以得到实验的与
一/一
式中、凹一分别为试样某时刻及初始吸湿量。
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式中~试样厚度方向的扩散系数;一吸湿时间~试样厚度。
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航空学报第卷

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图混杂复合材料吸温曲线图标准分布曲线与实验值比较
—/型试样—/型试样—/型试样.
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如果只考虑厚度方向主吸湿面的扩散, 则应作边缘修正, 即与有下歹关系
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将实验得到的各种试样的、.值示于图, —.实验点均在标准分布曲线的附
近,吸