复合材料表面涂层多级微脉管修复剂输送系统研究

为了实现复合材料表面涂层划痕的多点自修复,研究多级管径的修复剂输送系统。在涂层中分别布置了主管道、次级管道以及末端微纳/多孔结构,构成多级微脉管修复剂输送系统。研究发现三级微脉管输送系统输送修复剂的效果最好,修复剂扩散更为均匀,扩散速度更快;主级管道水平布置更为合理,管道不易堵塞,修复剂输送更流畅,而且将主级管道嵌入基体中,可以减少其对涂层性能的影响。对末级管道结构的进一步研究表明,导流网结构比多孔泡沫镍的输送效果更好。因此,使用将主管道水平嵌入基体,末端微纳结构使用导流网的三级微脉管系统有望应用于复合材料表面涂层划痕的自修复。     

材料裂纹型损伤愈合过程观测

对预制裂纹型损伤的愈合过程进行了实时原位观察，结果发现裂纹愈合过程分为裂尖钝化、裂纹分节、裂腔球化、孔洞愈合及质量均匀化等几个明显阶段。所得结果与金相法得到的纯铁的裂纹愈合过程相符，通过建立相关裂纹愈合模型分析认为裂纹愈合过程必须满足一定的热动力学条件，空位迁移是裂纹愈合的主要机制。     

自愈合机敏复合材料综述

综述了中空纤维释放黏结剂的裂纹愈合及近期开发的机敏裂纹自愈合复合材料的研究进展。对后者微胶囊促使的机敏裂纹自愈合进行了详尽的阐述。其中包括愈合剂和催化剂的结构、微胶囊的形成和外表连接催化剂、愈合剂系统原位聚合反应、纯环氧树脂基体和复合材料中的裂纹自愈合、愈合效率及愈合复合材料微观表征等方面。一个典型的双相自愈合系统是包含于微胶囊中的二聚环戊二烯（DCPD），通过埋于环氧基体中的钌络合物催化剂进行开环转位聚合反应（ROMP），形成新的聚合物来愈合裂纹。在纯环氧树脂基体中，上述自愈合系统在室温下的愈合效率可高达90％，而在碳纤维复合材料中室温下的愈合效率大致是45％，在80℃可提高到80％。降冰片烯（Norbomene）及其衍生物具有同以上系统相似的自愈合功能。三聚呋喃和四聚马来酰亚胺可在无催化剂作用下，进行热可逆的、无终止的交联聚合反应，自动愈合裂纹。同时，对以上三种自愈合剂系统及复合材料的特点进行了比较。