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國外研究證實鋁基體與碳纖維界面“弱結合”可提高復合材料強度

科技部合作司

2023年01月29日 13:48:32

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“弱結合”的界面阻礙了裂紋的擴展并起到制動作用，裂紋擴展路徑復雜，增強纖維提高復合材料強度的潛能得以充分發(fā)揮。

俄羅斯科學院固體物理研究所的科研人員證實，鋁基碳纖維復合材料的強度取決于組元間結合強度，即組元間的界面強度降低時，因裂紋擴展受阻，復合材料的抗斷裂性反而增加。研究結果為建立金屬基纖維復合材料強度數學模型奠定了基礎，為優(yōu)化復合材料生產工藝提供了依據，并可望擴大模型實際應用范圍。相關研究結果發(fā)表在《金屬》（Metals）雜志上。

科研人員使用鋁錫合金為基體、碳纖維作為增強材料形成復合纖維，然后通過調整加熱溫度（300～600°C范圍內）改變復合材料組元間界面特性，研究樣品的強度和斷裂特征。結果顯示，“弱結合”的界面阻礙了裂紋的擴展并起到制動作用，裂紋擴展路徑復雜，增強纖維提高復合材料強度的潛能得以充分發(fā)揮。

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