高温下的热塑性碳纤维复材优势探析

　　热塑性碳纤维复材相较于热固性复材，在耐高温性能上展现出显著优势，为航空航天领域带来革命性应用前景，未来更可望普及至更多行业。为深入了解热塑性碳纤维复材的高温稳定性，本文以智上新材料科技研发的CFPPS单向带制备的层压板为例，分析了不同温度与冲击力条件下的性能差异。

　　实验测数据解读与性能优势

　　温度与冲击响应

　　- 在较高冲击能量(25J及以上)条件下，高温(95℃、125℃)较室温更易造成损伤，归因于基体软化和韧性增加。

　　- 相同冲击能量下，温度越高，CF/PPS层压板吸能越低，损伤越小;而相同温度下，冲击能量越大，损伤加剧。

　　- 冲冲力峰值Fmax在95℃时达到最高，得益于CF/PPS的玻璃化转变温度(105℃)临近，增进了材料的抗冲击力。

　　永久压痕与损伤

　　- 温度提升导致层压板永久压痕加深，尤其在125℃下更为显著。

　　- 高温减弱了冲击能量对损伤的作用，故25J冲击下的凹痕增加小于15J。

　　外部与内部损伤形态

　　- 室温下，CF/PPS层压板损伤轻微，主要为纤维断裂、裂纹与拉出。

　　- 95℃时，因玻璃化，正面韧性断裂与塑性变形增多，背面裂纹减少;125℃，基体更软，塑性变形显著，但裂纹传播受限。

　　- 高能量冲击下，损伤模式复杂，室温损伤最重，而95℃与125℃损伤沿横向扩展，显示塑性变形。

　　分层面积与内部损伤

　　- 随温度升高，相同冲击能量下的分层面积减小，尤以15J冲击下降低显著。

　　- 低温下，温度更有效抑制分层面积增长，且内部裂纹模式受温度影响，15J时室温下较少，而95℃与125℃显著塑性变形。

　　通过详尽的分析，热塑性碳纤维复合材料在不同温度下的性能表现，特别是耐高温下的优异耐冲击、抑制损伤能力，为设计者提供了宝贵参考。这些发现不仅巩固了热塑性碳纤维在高性能领域的应用基础，还指明了其在多维度发展的潜力，预示着未来的热塑性碳纤维复合材料将在更广泛的领域展现其独特魅力与价值。