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预针刺密度与叠层针刺密度对碳纤维针刺预制体力学性能的影响
李广明1 朱海翔2 乔晓东2
陈双2 郁超2 刘力1
1. 东华大学 纺织学院,上海 201620;
2. 浙江星辉新材料科技股份有限公司,浙江 嘉兴 314100
引用格式：
李广明,朱海翔,乔晓东,等.预针刺密度与叠层针刺密度对碳纤维针刺预制体力学性能的影响[J].产业用纺织品,2026,44(4):27-34.
LI G M,ZHU H X,QIAO X D ,et al.Influence of pre-needling density and layerwise needling density on mechanical properties of carbon fiber needle-punched preforms[J].Technical Textiles,2026,44(4):27-34.
摘要：
为提高碳纤维针刺预制体的力学性能,以拉伸强度和层间剥离强度为研究对象,系统性地探究了预针刺密度与叠层针刺密度对碳纤维针刺预制体结构性能的协同调控机制。以T700/12K碳纤维为原料,采用全组合设计方法,调控预针刺密度(6、8、10 针/cm2)与叠层针刺密度(20、24、28、32、36、40针/cm2)组合参数,制备碳纤维针刺预制体,并对其进行拉伸强度与层间剥离强度测试。结果表明,预针刺密度升高可增强预制体结构稳定性,从而提升拉伸强度;叠层针刺密度为主导因素,其增大可显著改善层间缠结与层间剥离强度,但叠层针刺密度过高会导致纤维断裂和平面内性能下降。两者之间呈现“此消彼长”的耦合关系,叠层针刺密度的提高对层间剥离强度有促进作用,而对拉伸强度产生削弱效应。当预针刺密度为10针/cm2,叠层针刺密度为28、32针/cm2时,预制体拉伸强度分别为6.85、6.74 MPa,层间剥离强度分别为575.97、645.03 N/m,综合性能表现优异。该研究揭示了针刺密度参数间的协同优化机制,为碳/碳复合材料预制体工艺设计提供了理论支撑和试验依据。
关键词：
针刺工艺;预针刺密度;叠层针刺密度;拉伸性能;层间剥离强度;碳/碳复合材料;整体针刺毡
作
者
简
介
About the Author
通信作者
刘力,副教授,主要研究方向为高分子和非织造材料成型。
第一作者
李广明,男,在读硕士研究生,主要研究方向为碳/碳复合材料的制备。
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