通过电阻率可测出热塑性CF/PA6内部的机械损伤和应变

　　碳纤维复合材料发展至今，已经有上百年的时间，当下主流的是热固性碳纤维，而性能更完善、且易于回收再利用的热塑性碳纤维因为制备工艺的问题，还需要更多的技术和经验积累。热塑性碳纤维具有更好的韧性和损伤耐受性，未来可应用在航空航天等领域，作为核心减重部件使用。如此重要的战略复合材料，当然还需要对其安全性进行更加高效的评估和监测。可靠的评估和监测手段可快速定位内部损伤的位置，并研究其损伤机制和类型，为后续的研究和应用提供数据支持，助力热塑性碳纤维复合材料的良性发展。

　　可观测复合材料内部应变和损伤过程中的方法

　　损伤检测通常采用超声波法和涡流法等无损检测方法，但这些方法是在损伤发生后进行的，而不是在损伤造成的过程中进行的。在造成损伤后的观察只可以进行后续状况监测，而在造成损伤阶段的观察可以帮助研究人员更好的了解损伤发生的原因、机制和类型。另外，造成损伤后的观察只可以检测到不可逆的影响，而在造成损伤阶段的观察可以检测到可逆和不可逆的影响，声发射检测技术就属于这种。

　　智上新材料带你了解一种方式，它可以检测损伤发生的整个过程，更好的了解损伤发生的原因、机制和类型，同时还能观测损伤是否可逆，这种方式就是电阻率测量。电阻率测量是在多个部位放置传感器，观测材料在重复拉伸和压缩状态下的应变和损伤过程，在利用物理公式计算出电阻率。

　　通过电阻率可测出热塑性CF/PA6内部的机械损伤和应变

　　1、测试过程简述：

　　选用热塑性CF/PA6复合材料，将其裁切成不同大小，用50*35*21（mm）试样进行压缩测试，用180*13*1（mm）进行拉伸测试。纤维纵向的应变是通过电阻应变计来测量的，而穿层方向上的应变则是通过使用纵向应变和泊松比计算得出。对CF/PA6试样进行压缩或拉伸实验时，使用四探针法测量试样纵向和穿层的电阻R.

　　利用物理公式：R=ρ*l/A,进行换算，得过最终的电阻率ρ数据，其中l是电阻测量方向上电压探头之间的距离，A是垂直于电阻测量方向的横截面积，l与纵向应变有关，A与穿层应变有关。

　　2、测试结论总结：

　　体积电阻率被认为是热塑性碳纤维复合材料在纤维方向重复加载过程中，标识应变和损伤的重要指标。在重复拉伸或压缩时，穿层电阻率会随着复合材料损伤（纤维基体脱粘等）而发生不可逆的逐渐降低；同时也会随着基体损伤发生可逆的突然提升，并在应力循环的峰值应力附近发生；另外在每个应力循环周期内随着拉伸而发生可逆的提升，随着压缩发生可逆的降低。

　　同时在重复拉伸或压缩时，纵向电阻率会随着复合材料损伤发生不可逆的逐渐提升，并且在应力循环周期内随着拉伸发生可逆的降低，随着压缩发生可逆的提升。研究认发现，穿层电阻率比纵向电阻率更能指示出热塑性碳纤维复合材料内部的机械损伤和应变。