Микроструктурные особенности льняного волокна и повреждение композита

Влияние микроструктурных особенностей льняного волокна на повреждение композита, наблюдаемое с помощью микрокомпьютерной томографии.  Элуан Эндрю Кинг,, Джонатан Перрен, Анри Прудон, Тимм Вейткамп, Даршил У. Шах, Александр Бегбедер, Пьер Уань, Ален Бурмо. Журнал "Композиты", часть А: Прикладная наука и производство

Том 181, июнь 2024 г., 108118

https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2024.108118

Impact of flax fibre micro-structural features on composite damage observed through micro-CT characterization. ElouanGuillou, AndrewKing, JonathanPerrinc, HenryProudhond, TimmWeitkamp, Darshil U.Shahe, AlexandreBeigbedera, PierreOuagnef, AlainBourmaudb

АННОТАЦИЯ

Чтобы использовать потенциал льняных волокон в качестве армирующих полимеров, сначала необходимо понять характеристики льняных волокон, а затем оптимизировать их. В этом контексте цель данной статьи - предоставить наглядное и всестороннее описание влияния микроструктурных особенностей льняного волокна, таких как полосы перегиба, пористость и остатки коры, на развитие повреждений при растяжении композитных материалов с матрицей из полимолочной кислоты (PLA), армированных волокнами льна. 

Компьютерная томография с синхротронным излучением In situ использовалась для 3D-визуализации эволюции микроструктуры при уровнях напряжений от 10% до 90% от предельного напряжения разрушения. Сначала описываются основные дефекты общей микроструктуры, включая количественный анализ пористости. Затем описывается новая визуальная информация, подчеркивающая основную роль полос перегиба в разрушении волокна и последующем разрушении композита. 

Интересно, что для исследованного композита лен / PLA расстояния между полосами перегиба неизменно меньше критических длин волокон, что объясняет вероятность разрыва в областях полос перегиба. Эти результаты демонстрируют, что извлечение волокна и последующее изготовление текстильной арматуры являются критическими этапами и должны быть оптимизированы для повышения эксплуатационных характеристик композитов из натуральных волокон.