J-Integral Experimental Reduction Reveals Fracture Toughness Improvements in Thin-Ply Carbon Fiber Laminates with Aligned Carbon Nanotube Interlaminar Reinforcement

材料科学 复合材料 碳纳米管 断裂韧性 环氧树脂 韧性 偏转(物理) 超细纤维 复合数 复合材料层合板 断裂力学 物理 光学
作者
Carolina Furtado,Reed Kopp,Xinchen Ni,C. Sarrado,Estelle Kalfon‐Cohen,Brian L. Wardle,Pedro P. Camanho
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.3c17333
摘要

The Mode I, Mode II, and mixed-mode interlaminar failure behavior of a thin-ply (54 gsm) carbon fiber-epoxy laminated composite reinforced by 20 μm tall z-direction-aligned carbon nanotubes (CNTs), comprising ∼50 billion CNT fibers per cm2, is analyzed following J-integral-based data reduction methods. The inclusion of aligned CNTs in the ply interfaces provides enhanced crack resistance, resulting in sustained crack deflection from the reinforced interlaminar region to the intralaminar region of the adjacent plies, i.e., the CNTs drive the crack from the interlaminar region into the plies. The CNTs do not appreciably increase the interlaminar thickness or laminate weight and preserve the intralaminar microfiber morphology. Improvements of 34 and 62% on the Mode I and Mode II initiation fracture toughness, respectively, are observed. This type of interlaminar nanoreinforcement effectively drives crack propagation from the interface to within the ply where the crack propagates parallel to the interlaminar region, providing new insight into previously reported strength and fatigue performance increases. These findings extend to industries where lightweight and durable materials are critical for improving the structural efficiency.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
完美世界应助悦耳的荔枝采纳,获得10
1秒前
星辰大海应助wyy采纳,获得10
2秒前
风吹麦田应助标致冬日采纳,获得200
2秒前
2秒前
2秒前
Sakura发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
CC完成签到 ,获得积分10
4秒前
gao发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
缓慢谷雪完成签到,获得积分10
5秒前
可爱凡波发布了新的文献求助10
5秒前
王哇噻发布了新的文献求助30
5秒前
犹豫耳机完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
GGB发布了新的文献求助10
6秒前
fei发布了新的文献求助30
7秒前
凌源枫完成签到 ,获得积分10
7秒前
可爱的函函应助杨蒙采纳,获得10
7秒前
zzz完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
斯文败类应助Sakura采纳,获得10
8秒前
Finley发布了新的文献求助10
8秒前
sue发布了新的文献求助10
8秒前
XX完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
大力蚂蚁发布了新的文献求助10
9秒前
luluan完成签到,获得积分10
11秒前
虚幻夜山发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
852应助栀初采纳,获得10
11秒前
AmosLi727发布了新的文献求助10
12秒前
花鲨完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
66发布了新的文献求助30
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5316908
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4459356
关于积分的说明 13874913
捐赠科研通 4349318
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2388758
邀请新用户注册赠送积分活动 1382917
关于科研通互助平台的介绍 1352277