The influence of different joining processes on mechanical performance of carbon fiber/polyamide (CF/PA6) composites

تستخدم المواد المركبة المصنوعة من مادة البولي أميد (PA6) المقوى بألياف الكربون (CF) على نطاق واسع كمواد هيكلية في صناعات السيارات والفضاء نظرًا لخصائصها المتميزة. ومع ذلك ، نظرًا لمتطلبات السلامة الهيكلية للمواد المركبة ، لا تزال هناك محدودية فيما يتعلق بالإنتاج الفعلي للمواد المركبة المكونة من (CF/ PA6). الروابط القوية لصفائح CF/PA6 مطلوبة بشدة  لعمل تصميم خفيف الوزن يستخدم في العديد من المجالات. بهدف إجراء مقارنات ، تم تدراسة مختلف طرق المعالجة مثل الربط بمواد لاصقة والربط الحراري لتشكيل روابط اللإلفة بين صفحتين مركبتين من (CF/PA6). كما تم دراسة تأثير الطرق المختلفة ومتغيرات المعالجة  المختلفة على مقاومة القص للروابط. أظهرت النتائج أنه من السهل جدًا التعامل مع الروابط اللاصقة التقليدية وقد تتشكل روابط  أقوى إلى حد ما. يمكن استخدام الروابط الحرارية القائمة على التوصيل الكهربائي عن طريق CF لتشكيل توصيلات متلدنة بالحرارة مع المرونة في التصميم. يمكن أن تزيد الروابط الحرارية عن طريق الضغط الساخن من قوة الاتصال؛ عندما تتشكل بالضغط الساخن في ظروف مثالية في درحة حرارة تبلغ 250 درجة مئوية وضغط 2.5 ميجا باسكال ، فإن قوة القص للمفصل 138.85 ميجا باسكال. وبالتالي تم التأكيد على أنه يمكن الحصول على روابط قوية لأجزاء الصفائح للمادة المركبة CF/PA6  عن طريق الالتصاق الحراري عبرعملية الضغط  الساخن.Carbon fiber (CF) reinforced polyamide (PA6) composite materials are broadly used as structural materials in the automotive and aerospace industries due to their distinguished properties. However, due to requirements for the structural integrity of composite materials, there are still limitations in connection of the actual production of CF/PA6 composite. Strong joints of CF/PA6 laminates are highly required for the lightweight design in many fields. Aiming at making comparisons, different processing methods such as adhesive bonding and thermal jointing to form single lap joints between the two CF/PA6 composite laminates are studied. The influences of different processing methods and parameters on the shear strength of joints were also studied. Results showed that conventional adhesive bonding is quite easy to handle and may form rather stronger connections. Thermal joining based on electrical conductors of CF can be used to form a thermoplastic flexible joint design. Thermal joints by hot pressing can further increase the connection strength; when formed by hot pressing under optimum conditions of 250 °C and 2.5MPa, the joint has a shearing strength of 138.85 MPa. It is consequently confirmed that a strong joint of CF/PA6 composite parts could be obtained by thermal joints via the hot pressing process

Non-isothermal crystallization kinetics and its effect on the mechanical properties of carbon fiber/polyphenylene sulfide composites

The degree of crystallization of semi-crystalline thermoplastics is an important factor in determining the final properties of the structure of composite materials. This article studied the non-isothermal crystallization kinetics of carbon fiber (CF) reinforced polyphenylene sulfide (PPS) composites by differential scanning calorimetry (DSC) with various cooling rates from 10 k/min to 70 k/min. The MoZhiShen method was applied to the analysis of the nonisothermal crystallization of the composites. Moreover, the effects of the crystallization behavior of CF/PPS composites on their mechanical properties were also investigated. It was found that the MoZhiShen method can effectively be applied to study the nonisothermal crystallization kinetics of CF/PPS composites. The result indicated that the crystallization peak gradually became strengthened in intensity, and crystallization decreased with increasing the cooling rate. Moreover, the increase in the cooling rate during composite fabrication was found to decrease the flexural properties of the composite, but the energy absorption and the impact strength were significantly increased by 15.1%