含有陶瓷填料的混合环氧复合材料的制备及其复合材料的力学性能表征

《Materials Today Sustainability》：Hybrid epoxy composite fabrication with ceramic filler its characterization mechanical performance of composite

　　

Maadesh Kumar K | Rajkumar V | Venkatesh L

摘要

本研究探讨了使用菠萝叶纤维（PALF）、肯纳夫纤维（KF）和瓷陶瓷粉（PCP）作为颗粒填料制备可持续混合环氧复合材料的性能，这些复合材料适用于轻量化结构应用。复合材料采用手工铺层技术制备，随后进行压缩成型，混合纤维的比例保持为75克PALF和75克肯纳夫纤维，同时改变PCP的添加量（从0%到10%重量）。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量分散光谱（EDS）对提取的纤维进行表征，以评估其结构和形态特性。力学性能测试表明，添加PCP显著影响了复合材料的性能。含有4%重量PCP的复合材料表现出最佳的拉伸强度（32.4 MPa）、弯曲强度（48.2 MPa）、弯曲模量（3.55 GPa）和冲击强度（6.1 kJ/m2），这表明PCP有效促进了基体与增强纤维之间的应力传递和界面结合。随着填料含量的增加，硬度逐渐提高，在添加10%重量PCP时达到最大值91 HRB，这归因于刚性陶瓷颗粒的贡献。由于基体密度的增加和孔隙路径的减少，材料的吸水性能也随之降低。研究结果表明，适量的PCP添加可以提高PALF/KF混合环氧复合材料的整体力学性能，并凸显了其在可持续非结构工程应用中的潜力，尤其是在汽车内饰和轻量化面板部件领域。