● 摘要
目前，复合材料已在各个领域大力推广。其中，碳纤维复合材料因其高的比强度、比模量、抗疲劳性好、耐腐蚀等特点而备受推崇，同时也为许多产品的减重创造了很好的条件，但由于抗冲击性能较差，这也成为了其发展的一个难题。混杂复合材料的兴起，为提高碳纤维复合材料的冲击性能提供了很好的思路，比如在复合材料中加入少量芳纶或者玻璃纤维等韧性元素。
本文主要对混杂纤维复合材料的拉伸性能及低速冲击性能展开探讨。为了应对各行业中低成本的要求，在原材料的选择上，主要研究的是玻璃纤维和碳纤维织物的混杂。设计了不同混杂比，不同铺层方式的层板，并研究了各因素对混杂纤维层板性能的影响。研究结果表明：随着碳纤维含量增加，混杂纤维复合材料拉伸强度，拉伸模量提高，拉伸断裂延伸率降低；同种混杂比下，玻璃纤维铺覆表面的层间混杂结构拥有最好的拉伸性能。对于低速冲击性能来说，随着试样中碳纤维含量的增加，冲击能降低，扩展能降低，韧性指数降低，冲击后剩余压缩强度增大；碳纤维、玻璃纤维含量相接近时，玻璃纤维铺覆表面的层间混杂结构表现出较好的抗低速冲击性能；碳纤维、玻璃纤维含量相差较大时，玻璃纤维铺覆表面的夹芯结构的抗低速冲击性能较好。另外，同种混杂比下，韧性好的夹芯混杂结构的弯曲性能低于刚性好的材料，而刚性好的夹芯混杂结构的冲击性能低于韧性好的材料。
在上述结论的基础上，设计了PVC泡沫夹芯复合材料和轻木夹芯复合材料，对研二者的低速冲击性能研究显示：混杂能很好的提高夹芯结构的抗低速冲击性能，而且采用玻璃纤维铺覆于表面的形式效果更好。