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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 复合材料 » 交流互助 » 为什么加了越多的碳纤维，模量反而开始下降了？
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青春在闪耀

新虫 (初入文坛)

[求助] 为什么加了越多的碳纤维，模量反而开始下降了？已有7人参与

小弟把碳纤维加入到聚丙烯中，没有进行表面处理。添加了5%，10%，15%，20%，25%，30%的短切碳纤维，发现尤其到了25%，30%这两个含量的时候，模量下降的特别厉害。当然也不排除机器和软件存在问题。可是，如果拉伸模量在20%的时候是200多，25%成了100左右，是不是太不正常了？？？
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1楼2015-01-19 13:31:57
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

kingspin

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
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青春在闪耀: 金币+5, ★★★很有帮助 2015-03-15 18:00:17
界面强度不会影响材料的初始模量，只能影响界面破坏之后的刚度。当然不排除界面强度过低，而你的测试实验又比较糙，直接测的就是界面破坏后的刚度的可能性
排除实验误差的话，问题可能源于你使用的纤维长度和试样的成型方式。短纤维增强材料的刚度与纤维的排向比例有极大的关系，而纤维的排向又有成型过程有关。有这样这种可能性：对于20%CF的材料，试样注塑时纤维能够较好的沿着流动方向排列，因此材料的整体刚度较好，而当纤维含量提高到25%时，纤维之间的相互干扰加剧，纤维难以在流体的剪切力作用下调整方向，从而使得纤维的方向比较混乱，这将导致材料宏观刚度的下降。CT扫描结果也显示当纤维含量比较高时，纤维难以排列整齐。
如果你的试样的制备方式本身就不同的话，这种差异就会更明显。
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4楼2015-01-20 12:54:06
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普通回帖

南京的李工

禁言 (文坛精英)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
碳纤维多了。塑料的连续相被隔开，慢慢变成分散状态，现两材料更没有良好的结合，模量差多了，韧性也很差。不表面处理的话，可直接加相容剂ST-5来解决偶联问题。
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2楼2015-01-19 15:40:09
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newschen

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
应该是纤维和基体的界面出了问题.
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3楼2015-01-19 21:32:40
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maliyan

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
填料的复合作用一般来说分散性和界面作用很重要，如果分散性差，界面作用差，就像一种异物对材料的性能会起到破坏，不但起不到增强的效果可能还会导致性能更差。可以考虑通过表面改性或是改进一下掺加方式。
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5楼2015-01-21 18:14:38
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杨宇1988

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
两相之间的相容性不好  会出现这个问题   加些界面相容剂
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6楼2015-01-22 12:10:40
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theodoreyang

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

抗拉强度有大幅下降么？
也有的话可以用SEM看看是不是界面的问题
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7楼2015-01-22 23:14:57
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e0417

金虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by kingspin at 2015-01-20 12:54:06
界面强度不会影响材料的初始模量，只能影响界面破坏之后的刚度。当然不排除界面强度过低，而你的测试实验又比较糙，直接测的就是界面破坏后的刚度的可能性
排除实验误差的话，问题可能源于你使用的纤维长度和试样的 ...

短纤维的分散性一直是短纤维增强遇到的技术难题。
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8楼2015-01-23 08:45:05
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kingspin

木虫 (著名写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by e0417 at 2015-01-23 08:45:05
短纤维的分散性一直是短纤维增强遇到的技术难题。...

现在能算这些东西的商用软件包已经不少了，精度可能因材料不同而定，不好说
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欢迎加入Digimat技术交流讨论群366061054，了解复合材料多尺度仿真技术
9楼2015-01-23 11:52:52
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zznjut

荣誉版主 (文坛精英)

万里独行之江湖散人

优秀版主

【答案】应助回帖

因为粘结性不行啊。。。很正常的。。。纤维的表面改性是复合材料的永久话题
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禾口言皆土也王求
10楼2015-01-23 12:15:43
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