Resource-friendly carbon fiber composites: combining production waste with virgin feedstock
Resource-friendly carbon fiber composites: combining production waste with virgin feedstock
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资源友好型碳纤维复合材料：将生产废料与原始原料相结合
DOI：
10.1080/20550340.2017.1379257
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kratz J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kratz J
本文对再生碳纤维原料进行了研究，旨在提高原纤维原料的利用率。对其加工性能和力学性能进行了研究。压实响应表明，再生纤维材料中的纤维体积分数低于从其回收的原始连续增强材料。此外，在干纤维固结和固化层板的机械加载过程中观察到局部高应变区。通过在层压板中加入原始连续纤维原料，这些易受攻击的故障点得到了缓解。观察到力学性能的下降，然而经典的层合板理论表明，在连续纤维层压板中，每增加10%的再生碳纤维含量，平面刚度就会下降3.5 GPA。通过将原始碳纤维和再生碳纤维相结合来增加原料使用量，被证明是实施更省资源但更重的复合材料结构的可行选择。
Reclaimed carbon fiber materials were studied in this paper with the aim of improving virgin fiber feedstock usage. Both processing and mechanical properties were investigated. The compaction response showed lower fiber volume fractions in reclaimed fiber materials than the virgin continuous reinforcement from which it was reclaimed. In addition, localized high-strain regions were observed during consolidation of the dry fiber and mechanical loading of cured laminates. These vulnerable failure points were mitigated by incorporating virgin continuous fiber feedstock into the laminate. A knock-down in mechanical properties was observed, however classical laminated plate theory identified a planar stiffness drop of 3.5 GPa for every 10% increase in reclaimed carbon fiber content in a continuous fiber laminate. Increased feedstock usage by combining both virgin and reclaimed carbon fibers was shown to be viable option to implement more resource efficient, but heavier, composite structures.
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