碳纤维复合材料基体改性/铜网组合雷击防护性能的研究

作     者：肖尧 张献逢 董俊 刘晓山 梁赟 XIAO Yao;ZHANG Xianfeng;DONG Jun;LIU Xiaoshan;LIANG Yun

作者机构：空军工程大学航空机务士官学校信阳464000 

出 版 物：《宇航材料工艺》 (Aerospace Materials & Technology)

年 卷 期：2023年第53卷第3期

页      面：68-74页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：碳纤维树脂基复合材料 基体改性 铜网 组合防护 雷击 

摘      要：传统碳纤维复合材料(CFRP)树脂基体导电性差易遭受雷击损伤,本文使用石墨烯-镀镍碳纤维粉作为导电填料,对树脂基体进行电导率改性,并在表面铺设铜网,进行模拟雷电流冲击试验,检验基体改性/铜网组合雷击防护效果。试验结果表明,树脂基体改性后CFRP层压板在0°、90°纤维方向及厚度方向电导率分别为1.1571×10^(4)、1.0871×10^(4)、204.2 S/m,分别提高1.54倍、1.16倍、433.47倍。200 kA模拟雷电流A波冲击下,无防护试件雷击附着后明火燃烧,次生效应持续,而单一铜网防护和组合防护则能抑制次生效应;无防护表面最大损伤直径14.62 cm,此能量下铜网被击穿,单一铜网防护表面最大损伤直径19.05 cm,而组合防护表面最大损伤直径8.93 cm,下降53.12%;相比无防护试件,单一铜网和组合防护内部损伤面积分别下降66.2%和96.7%。单一铜网击穿后,树脂烧蚀后产生汽化反冲,增大损伤铜网脱落面积;组合防护铜网击穿后,改性树脂迅速导走电流,减小铜网脱落和内部烧蚀面积。