碳纖維復合材料發(fā)展至今，已經(jīng)有上百年的時間，當下主流的是熱固性碳纖維，而性能更完善、且易于回收再利用的熱塑性碳纖維因為制備工藝的問題，還需要更多的技術和經(jīng)驗積累。熱塑性碳纖維具有更好的韌性和損傷耐受性，未來可應用在航空航天等領域，作為核心減重部件使用。如此重要的戰(zhàn)略復合材料，當然還需要對其安全性進行更加高效的評估和監(jiān)測。可靠的評估和監(jiān)測手段可快速定位內(nèi)部損傷的位置，并研究其損傷機制和類型，為后續(xù)的研究和應用提供數(shù)據(jù)支持，助力熱塑性碳纖維復合材料的良性發(fā)展。
　　
 
　　可觀測復合材料內(nèi)部應變和損傷過程中的方法
　　
　　損傷檢測通常采用超聲波法和渦流法等無損檢測方法，但這些方法是在損傷發(fā)生后進行的，而不是在損傷造成的過程中進行的。在造成損傷后的觀察只可以進行后續(xù)狀況監(jiān)測，而在造成損傷階段的觀察可以幫助研究人員更好的了解損傷發(fā)生的原因、機制和類型。另外，造成損傷后的觀察只可以檢測到不可逆的影響，而在造成損傷階段的觀察可以檢測到可逆和不可逆的影響，聲發(fā)射檢測技術就屬于這種。
　　
　　智上新材料帶你了解一種方式，它可以檢測損傷發(fā)生的整個過程，更好的了解損傷發(fā)生的原因、機制和類型，同時還能觀測損傷是否可逆，這種方式就是電阻率測量。電阻率測量是在多個部位放置傳感器，觀測材料在重復拉伸和壓縮狀態(tài)下的應變和損傷過程，在利用物理公式計算出電阻率。
　　
 
　　通過電阻率可測出熱塑性CF/PA6內(nèi)部的機械損傷和應變
　　
　　1、測試過程簡述：
　　
　　選用熱塑性CF/PA6復合材料，將其裁切成不同大小，用50*35*21（mm）試樣進行壓縮測試，用180*13*1（mm）進行拉伸測試。纖維縱向的應變是通過電阻應變計來測量的，而穿層方向上的應變則是通過使用縱向應變和泊松比計算得出。對CF/PA6試樣進行壓縮或拉伸實驗時，使用四探針法測量試樣縱向和穿層的電阻R。
　　
　　利用物理公式：R=ρ*l/A,進行換算，得過最終的電阻率ρ數(shù)據(jù)，其中l(wèi)是電阻測量方向上電壓探頭之間的距離，A是垂直于電阻測量方向的橫截面積，l與縱向應變有關，A與穿層應變有關。
　　
 
　　2、測試結論總結：
　　
　　體積電阻率被認為是熱塑性碳纖維復合材料在纖維方向重復加載過程中，標識應變和損傷的重要指標。在重復拉伸或壓縮時，穿層電阻率會隨著復合材料損傷（纖維基體脫粘等）而發(fā)生不可逆的逐漸降低；同時也會隨著基體損傷發(fā)生可逆的突然提升，并在應力循環(huán)的峰值應力附近發(fā)生；另外在每個應力循環(huán)周期內(nèi)隨著拉伸而發(fā)生可逆的提升，隨著壓縮發(fā)生可逆的降低。
　　
　　同時在重復拉伸或壓縮時，縱向電阻率會隨著復合材料損傷發(fā)生不可逆的逐漸提升，并且在應力循環(huán)周期內(nèi)隨著拉伸發(fā)生可逆的降低，隨著壓縮發(fā)生可逆的提升。研究認發(fā)現(xiàn)，穿層電阻率比縱向電阻率更能指示出熱塑性碳纖維復合材料內(nèi)部的機械損傷和應變。