碳纤维复合材料因其具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、热膨胀系数小、质量轻和热力学性能优良等特点 ， 被广泛用作结构材料、民用及汽车复合材料结构件 ， 高性能碳纤维轴承 ， 风力发电机大型叶片 ， 体育运用器材如花滑雪板、球拍和渔杆等 。碳纤维复合材料的应用涉及到材料的选择 ， 而力学性能是选择材料最关键的基本指标 。力学性能的好坏不仅是选择材料的依据 ， 也体现材料应用的价值 ， 是材料研究的主要参考 。为此本文对两种不同厚度碳纤维复合材料的拉伸力学性能进行了对比分析 ， 研究厚度对碳纤维复合材料的影响 。

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实验按照国家相关标准分别采用1.4mm和3mm碳纤维板 ， 铺层方向为全0° ， 两端粘接铝合金加强片制作成测试样条 ， 并进行拉伸强度、拉伸模量、延伸率的测试 ， 通过结果可以看出：厚度为1.40mm碳纤维复合材料拉伸强度为3050MPa、弹性模量为156.5GPa、延伸率为1.7%；3mm拉伸强度为为1847MPa、弹性模量为143.8GPa、延伸率为1.2% 。1.4mm厚度碳纤维复合材料力学性能优越 ， 抗拉强度平均高出1206MPa ， 相当于65%；弹性模量高出12.7GPa ， 相当于8.8%；延伸率高出0.5% 。
厚度为1.40mm的碳纤维复合材料试样比厚度为3.00mm的碳纤维复合材料试样的力学性能各项指标均优越 。一方面是因为厚度为1.40mm的碳纤维复合材料试样所含的纤维纱股占的比率较少 ， 当试样两端受到夹持时 ， 试样内大部分的纤维纱股都得到控制 ， 使这些纤维纱股都处在绷紧的状态 ， 并使试样整体发挥出其所有应力；而厚度为3.00mm的碳纤维复合材料试样所含的纤维纱股占的比率较多 ， 当试样两端受到夹持时 ， 有大部分纤维纱股还处在松散的状态 ， 没有得到控制 ， 而在受到拉力过程中逐渐绷紧 ， 所以其应力只能逐渐体现 。

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另一方面是因为厚度为1.40mm的碳纤维复合材料试样受到施加的拉力到达第二阶段时 ， 由于碳纤维极限应变小于树脂基体的极限应变 ， 纤维先于基体断裂 ， 先后有小股纤维发生连续性地断裂 ， 使加载的拉力受到影响从而导致应力一应变曲线上出现波纹形线段 。而出现断裂的小股纤维并没有完全失效 ， 它们能够通过基体把纤维断裂端的应力重新传递到周围纤维上 ， 促进其它纤维也能贡献应有的应力 ， 连接式的断裂 ， 直到所有的纤维还有基体开裂、纤维拔出、界面脱粘和分层等 ， 裂缝扩展和损伤积累综合作用下最终宏观完全发生断裂破坏 。断裂充分使得其应力完全得到释放 ， 力学性能的抗拉强度、弹性模量和延伸率都会偏高；
而厚度为3.00mm的碳纤维复合材料试样在第二阶段由于纤维和树脂基体断裂几乎同时进行 ， 使得先断裂的纤维没有介质传递到其它的纤维上 ， 试样就宏观完全发生断裂 ， 可是纤维辅层并没有完全发生断裂 ， 所以其应力也没有完全发挥到极限 。导致力学性能的抗拉强度、弹性模量和延伸率都会偏低 。
【试样厚度对碳纤维复材力学有什么影响】来源：搜狐

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