摘" " 要：纖維金屬層板是一種由金屬薄板與纖維層依次交替鋪疊而成，在一定的溫度與壓力下粘結(jié)固化形成的一種混合復(fù)合材料。因?yàn)槠渲杏薪饘倥c纖維兩種材料，因此它既有金屬的富延展性、韌性強(qiáng)與導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)，又具有復(fù)合材料纖維的抗疲勞、耐高強(qiáng)度與低密度等特點(diǎn)。文章以提升環(huán)氧復(fù)合材料基體的拉伸與斷裂韌性性能和改善FMLs的性能，尤其是沖擊與彎曲性能為主要目的，采用向FMLs環(huán)氧樹(shù)脂基體中添加納米氮化硼（h-BN）的方法，來(lái)提升纖維金屬層板的力學(xué)性能。先對(duì)氮化硼材料進(jìn)行一系列的球磨改性處理，分成不同含量的組分依次加入環(huán)氧樹(shù)脂基體中，確定用量最好的四組，再將這四組環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料基體用濕法鋪層的方法鋪在鋁薄板與碳纖維布之間，使用硫化機(jī)固化的方式制備FMLs試件，利用水切割技術(shù)切割成標(biāo)準(zhǔn)試樣，并進(jìn)行沖擊與彎曲測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，向FMLs的環(huán)氧樹(shù)脂基體中添加一定量的納米氮化硼對(duì)FMLs的性能有著積極的影響。

關(guān)鍵詞：纖維金屬層板；環(huán)氧樹(shù)脂基體；力學(xué)性能；納米氮化硼；硫化機(jī)；球磨物理改性

中圖分類號(hào)：V255" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" "文章編號(hào)：1007 - 9734 （2024） 04 - 0045 - 08

0 引 言

纖維金屬層板（FIber Metal Laminates，簡(jiǎn)稱FMLs）由金屬材料與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料交替鋪設(shè)，并通過(guò)成型工藝制備而成的一種混雜結(jié)構(gòu)[1-2]。FMLs綜合了纖維復(fù)合材料和金屬材料的特點(diǎn)，具有高比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)良的抗疲勞性能和損傷容限性能，而且還可以通過(guò)改變層板金屬層和纖維層的鋪層順序、厚度、方向?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可滿足不同受載條件下的服役需求，這些優(yōu)勢(shì)使FMLs在航空航天領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用[3-4]。20世紀(jì)70年代，荷蘭國(guó)家航空宇航技術(shù)研究所與Delft大學(xué)聯(lián)合研制出了第一代芳綸纖維增強(qiáng)鋁合金層板[5]。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究對(duì)比發(fā)現(xiàn)：纖維金屬層板具有高強(qiáng)度、耐疲勞、抗沖擊等優(yōu)異特性，因此被廣泛應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，例如：Fokker27機(jī)翼蒙皮、空客A380機(jī)身蒙皮[6]。纖維金屬層板在應(yīng)用中難免遭受外界物體的沖擊，例如：物體碎片、冰雹、鳥(niǎo)、維修工具等[7]，因此，研究纖維金屬層板的抗沖擊性能具有重要意義。針對(duì)FMLs在彎曲載荷作用下的性能研究，Li等[8]研究發(fā)現(xiàn)不同鋪層結(jié)構(gòu)的GLARE層板在三點(diǎn)彎曲載荷作用下，失效模式會(huì)隨跨厚比的變化而變化。Dhaliwal等[9]對(duì)碳纖維增強(qiáng)鋁板（CARALL）層板彎曲性能進(jìn)行了測(cè)試，并分析了其破壞模式。Li等[10]對(duì)GLARE層板進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)層板的彎曲失效演化過(guò)程主要包括4個(gè)階段，分別為彈性階段、塑性階段、纖維局部斷裂和分層階段。Lawcock等[11]研究發(fā)現(xiàn)鋁板和纖維預(yù)浸料間的層間結(jié)合強(qiáng)度對(duì)FMLs的彎曲性能有顯著影響。因諸多航空問(wèn)題都受制于材料能夠允許的極限，所以現(xiàn)在先進(jìn)航空材料的發(fā)展尤其重要。而纖維增強(qiáng)金屬層板就是一種新的大膽的嘗試和創(chuàng)新，其兼具金屬與復(fù)合材料的一系列優(yōu)點(diǎn)，見(jiàn)圖1。圖2給出了典型纖維金屬層合板的示意圖。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 主要原材料

無(wú)水乙醇（EtOH），天津市永大化學(xué)試劑有限公司；鳳凰牌E-51環(huán)氧樹(shù)脂，南通星辰合成材料有限公司；99 %純度微米氮化硼；d230固化劑；丙酮溶劑；碳纖維編織布；T-2024鋁合金薄板；5 %質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液；11 %質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸溶液。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

破壁機(jī)，高能行星式球磨儀，離心機(jī)，超聲波清洗機(jī)，真空冷凍干燥機(jī)，隔膜真空泵（GM-0.5A），數(shù)顯恒溫油浴鍋，JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器，DF-1集熱式磁力恒溫?cái)嚢杵?，真空干燥箱，電熱鼓風(fēng)干燥箱，游標(biāo)卡尺，滴管，硫化機(jī)，水切割機(jī)，電腦伺服拉伸試驗(yàn)機(jī)，微機(jī)控制電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)以及深圳市瑞格爾儀器有限公司生產(chǎn)的簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)。

1.3 環(huán)氧樹(shù)脂基體的制備

1.3.1 微米氮化硼的處理

（1）第一步：將微米氮化硼加入環(huán)氧樹(shù)脂中。將微米氮化硼分為六組，分別是0.01克、0.02克、0.05克、0.1克、0.2克、0.3克，將這些微米氮化硼分組與無(wú)水乙醇溶液混合均勻，再加入10克環(huán)氧樹(shù)脂，之后進(jìn)行超聲處理確保兩者充分混合，隨后放到90 ℃的數(shù)字恒溫油浴鍋中攪拌3 h。第二步：向油浴后的溶液加入3.3克的d230固化劑（固化劑與溶液的比例為1∶3效果最好）攪拌10 min 后，倒入預(yù)先處理的硅膠模具中。將模具放入真空冷凍干燥機(jī)中去除氣泡（排除試件中氣泡對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響）。第三步：將模具放入真空干燥箱中，在3 h固化后取出，脫模，取得樣件。

（2）對(duì)微米氮化硼進(jìn)行破壁處理。取六組0.15克微米氮化硼與150毫升的無(wú)水乙醇進(jìn)行破壁處理，處理時(shí)間為10 min～35 min，取出后放入小瓶進(jìn)行30 min超聲處理（控制變量，確保靜置時(shí)間統(tǒng)一），再靜置12 h。取出分散性最好的一組進(jìn)行處理，在烘箱烘干取得納米氮化硼，如圖3可知，第三組的20 min分散性最好。

1.3.2 納米氮化硼的處理

選取破壁之后分散性最好的那組氮化硼加入環(huán)氧樹(shù)脂材料中。將氮化硼分成0.01克、0.02克、0.03克、0.05克、0.1克、0.2克、0.3克、0.4克六份，之后重復(fù)微米氮化硼的實(shí)驗(yàn)操作步驟。

1.3.3 環(huán)氧樹(shù)脂的處理

第一步：確定微量環(huán)氧樹(shù)脂的用量。將微量環(huán)氧樹(shù)脂與破壁之后的氮化硼的比例分成五組，分別為1∶4、1∶2、1∶1、1.25∶1、1.5∶1，之后進(jìn)行球磨8 h。第二步：將球磨改性后的氮化硼加入環(huán)氧樹(shù)脂中，重復(fù)之前實(shí)驗(yàn)步驟，取得試件。

1.3.4 試件的處理

拉伸件：取得脫模后的試件，觀察試件表面，若果試件表面有微小氣泡，則用砂紙打磨帶有氣泡的一面直至試件厚度在1.5 mm以下。若果試件表面光滑無(wú)氣泡，則雙面打磨試件直至試件厚度在1.5 mm以下。

1.4 纖維金屬層板的制備

1.4.1 金屬層壓板的處理

我們選取T-2024型鋁合金薄板（300 mm×300 mm）作為金屬層的實(shí)驗(yàn)材料。處理步驟：第一步是先用丙酮試劑與工業(yè)酒精輪流擦拭鋁合金薄板至表面清潔；第二步是配制酸堿溶液，將氫氧化鈉（NaOH）顆粒與去離子水混合制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %的氫氧化鈉溶液，取適量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33 %的鹽酸（HCl）溶液與去離子水混合制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11 %的鹽酸混合溶液；第三步是對(duì)鋁合金薄板進(jìn)行酸堿處理，先將清潔干凈的鋁合金薄板放在氫氧化鈉溶液中浸泡處理3 min，隨后拿出來(lái)用去離子水處理好表面，再放入鹽酸溶液中3 min，最后用去離子水將表面清洗干凈。酸堿處理前后的金屬薄板如圖4所示，酸堿處理后的金屬薄板表面粗糙，有小突起，有利于后續(xù)的緊密粘結(jié)。

1.4.2 纖維金屬層板的處理

本研究采用300 × 300大小3/2結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)金屬層壓板。首先我們按邊長(zhǎng)大于鋁合金薄板2 cm的尺寸剪裁正交碳纖維布用以備用，之后選取力學(xué)性能最好的四組環(huán)氧樹(shù)脂基體分別涂抹在鋁合金薄板與正交碳纖維布上面，采用的是濕法鋪層。鋪層方式是三層鋁合金板中間夾兩層正交碳纖維布（注意正交碳纖維布容易變形，要確保在放置的時(shí)為正交且平整），中間用環(huán)氧樹(shù)脂基體抹勻作為粘結(jié)劑，再用無(wú)孔隔離膜將上下包住放置，之后放在硫化機(jī)上面壓實(shí)，設(shè)置溫度90 ℃，時(shí)間5 h，壓力為3 MPa，取出的纖維金屬層壓板如圖5所示。

之后將取出的纖維金屬層壓板，放入到水切割機(jī)中進(jìn)行切割，切割出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為50 mm×13 mm× 1 mm與80 mm× 10 mm× 1 mm，前者用沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行低速?zèng)_擊測(cè)試，后者用微機(jī)控制電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行彎曲測(cè)試。

1.5 性能測(cè)試

拉伸性能與斷裂韌性測(cè)試采用深圳市共享儀器設(shè)備有限公司的電腦伺服拉伸試驗(yàn)機(jī)（GX-SF001型）進(jìn)行測(cè)試。低速?zèng)_擊測(cè)試采用的是夏比XJJY-50沖擊試驗(yàn)機(jī)。彎曲性能測(cè)試采用的是微機(jī)控制電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。

2 結(jié)果與分析

力學(xué)性能測(cè)試主要包括兩個(gè)部分的測(cè)試，分別是環(huán)氧復(fù)合材料基體的力學(xué)性能測(cè)試和纖維金屬層板的力學(xué)性能測(cè)試。

首先需要進(jìn)行環(huán)氧復(fù)合材料基體的力學(xué)性能測(cè)試?；w的力學(xué)性能測(cè)試包括拉伸測(cè)試與斷裂韌性測(cè)試。選取幾組測(cè)試優(yōu)異的組分進(jìn)行之后的纖維金屬層板的性能測(cè)試，其性能測(cè)試包括低速?zèng)_擊測(cè)試與三點(diǎn)彎曲測(cè)試。拉伸性能測(cè)試是指在承受軸向拉伸載荷下測(cè)定材料特性的試驗(yàn)方法。利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長(zhǎng)率、彈性模量等其他性能指標(biāo)。斷裂特性是指材料或結(jié)構(gòu)中與裂紋起裂、擴(kuò)展、止裂和失穩(wěn)有關(guān)的特性，斷裂韌性表征材料阻止裂紋擴(kuò)展的能力，是度量材料韌性好壞的一個(gè)定量指標(biāo)[13]。低速?zèng)_擊測(cè)試是指模擬大質(zhì)量物體在較低速度下撞擊材料表面，如修理過(guò)程中的工具意外掉落，通常使用落錘測(cè)試裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M。三點(diǎn)彎曲測(cè)試是指對(duì)需要在彎曲條件下工作的材料，測(cè)試其彎曲載荷下的力學(xué)性能。

2.1 環(huán)氧基體的力學(xué)性能測(cè)試

2.1.1 改性前的環(huán)氧基體力學(xué)性能測(cè)試

（1）最大拉伸應(yīng)力。由圖6可知，我們看到隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，試件的最大拉伸應(yīng)力先升高再減小，微米氮化硼與破壁后的納米氮化硼中最好的四組都是0.3 %、0.5 %、1 %、2 %，破壁前后的最大拉伸應(yīng)力分別是70.256 MPa、76.312 MPa、68.231 MPa、64.253 MPa與73.238 MPa、75.445 MPa、79.838 MPa、71.394 MPa。

很顯然，摻雜破壁后，納米氮化硼的環(huán)氧樹(shù)脂基體的抗拉伸能力是優(yōu)于破壁前微米氮化硼的抗拉伸能力。

（2）斷裂伸長(zhǎng)率。微米氮化硼破壁前與破壁后的斷裂伸長(zhǎng)率與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)趨勢(shì)圖如圖7所示，破壁前后最好的四個(gè)組分都是0.3%、0.5%、1%、2%，破壁微米氮化硼前后的斷裂伸長(zhǎng)率分別為5.53%、5.81%、6.67%、8.15%與為5.76%、5.93%、6.95%、8.32%。很明顯，這四組組分摻雜納米氮化硼對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂基體的斷裂伸長(zhǎng)率的提升優(yōu)于摻雜微米氮化硼的環(huán)氧樹(shù)脂基體。

（3）楊氏模量。實(shí)驗(yàn)得到的兩組楊氏模量如圖8所示，這兩組的楊氏模量中最好三組的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都是在0.5 %、1 %、2 %，破壁前后的楊氏模量分別為7.83 GPa、8.47 GPa、8.63 GPa與8.43 GPa、8.67 GPa、8.73 GPa，之后將這兩組楊氏模量結(jié)果與上步拉伸應(yīng)力測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較，以準(zhǔn)備下組斷裂實(shí)驗(yàn)。

（4）斷裂韌性測(cè)試。將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 %～3 %這八個(gè)組分破壁前與破壁后的斷裂韌性試件進(jìn)行斷裂韌性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果由圖9可知，微米氮化硼與納米氮化硼中斷裂韌性最好的組分區(qū)間都是0.3 %～2 %，破壁前后斷裂韌性最大力分別是182.55 N、185.30 N、199.63 N、213.50 N與190.72 N、192.59 N、205.87 N、225.49 N，可以明顯地得出破壁后的環(huán)氧樹(shù)脂基體的斷裂韌性能更好。

2.1.2 改性后的環(huán)氧基體力學(xué)性能測(cè)試

在測(cè)試之前，我們需要確定哪組改性劑微量環(huán)氧樹(shù)脂與納米氮化硼的比例是最好的，因此選出最好的那組進(jìn)行制作環(huán)氧基體的實(shí)驗(yàn)。判斷方法主要是通過(guò)將改性劑改性后的納米氮化硼加入無(wú)水乙醇中的分散性來(lái)判斷，將納米氮化硼與改性劑微量環(huán)氧樹(shù)脂按比例4∶1、2∶1、1∶1、1∶1.25、1∶1.5分成五組，每組取0.01 g放入到10 ml的小瓶中，之后對(duì)這些混合溶液進(jìn)行超聲處理，超聲時(shí)間為30 min，再靜置1 h～12 h后觀察分散情況。通過(guò)觀察分散結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在6 h的時(shí)候，質(zhì)量比1∶1與1∶1.25這兩組的分散效果最好，在12 h的時(shí)候，質(zhì)量比為1∶1的分散效果最好，12 h的混合溶液分散效果如圖10所示，因此我們選擇改性劑與納米氮化硼的質(zhì)量比為1∶1進(jìn)行之后的實(shí)驗(yàn)。

（1）最大拉伸應(yīng)力。這一步測(cè)試前文中未改性前四組最好的組分來(lái)進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。四組組分分別是0.3 %、0.5 %、1 %、2 %，之后同改性前的納米氮化硼進(jìn)行對(duì)比，做出對(duì)比柱狀圖，如圖11所示，改性后的環(huán)氧樹(shù)脂基體試件的最大拉伸應(yīng)力為76.854 MPa、78.268 MPa、81.259 MPa、85.753 MPa。從圖中可以看出，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %的最大拉伸應(yīng)力最大。改性后的環(huán)氧樹(shù)脂基體的最大拉伸應(yīng)力全都優(yōu)于改性前的最大拉伸應(yīng)力。

（2）斷裂伸長(zhǎng)率。通過(guò)改性確定的最好的四組組分進(jìn)行此步的實(shí)驗(yàn)操作，組分是0.3 %～2 %，將改性前后的環(huán)氧基體的斷裂伸長(zhǎng)率進(jìn)行對(duì)比，做出的折線圖如圖12所示，改性后的數(shù)據(jù)是5.84 %、6.34 %、8.75 %、8.46 %，最好的組分為1 %，改性后的環(huán)氧樹(shù)脂基體的斷裂伸長(zhǎng)率整體優(yōu)于改性前的斷裂伸長(zhǎng)率。

（3）楊氏模量。對(duì)楊氏模量的測(cè)試也是0.3 %～2%這個(gè)區(qū)間的組分，也需要進(jìn)行摻雜改性納米氮化硼前后的環(huán)氧樹(shù)脂基體的楊氏模量的對(duì)比，所做的對(duì)比折線圖如圖13所示，改性后的環(huán)氧樹(shù)脂基體的楊氏模量分別是8.12 GPa、8.66 GPa、8.75 GPa、8.82 GPa。從圖中可以看出，在2 %的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)的數(shù)據(jù)最佳，其改性前后的楊氏模量的力學(xué)性能提升明顯。

（4）斷裂韌性測(cè)試。對(duì)于斷裂韌性性能測(cè)試所需測(cè)量的物理量是斷裂最大力，所需測(cè)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由上文可知是0.3 %、0.5 %、1 %、2 %這四個(gè)組分，也還是和前部分一樣，進(jìn)行改性前后的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，做出對(duì)比柱狀圖，如圖14所示。改性后的趨勢(shì)也與改性前一致，斷裂最大力分別為200.35 N、213.82 N、225.13 N、243.91 N，最佳組分為2 %。

由圖14可知，改性后環(huán)氧樹(shù)脂基體的斷裂韌性相較于改性前是有明顯提升的，最明顯的一組提升了126.6 %。

通過(guò)這幾組實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)改性前后納米氮化硼在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的比例都在0.3 %～2 %這個(gè)區(qū)間，當(dāng)含量超過(guò)2 %，環(huán)氧樹(shù)脂基體的力學(xué)性能開(kāi)始下降，這是團(tuán)聚現(xiàn)象導(dǎo)致的，團(tuán)聚現(xiàn)象使試件產(chǎn)生了應(yīng)力集中點(diǎn)，從而降低了試件的力學(xué)性能。

因此，進(jìn)行下一步試驗(yàn)，我們選取環(huán)氧基體中的改性納米氮化硼含量在0.3 %～2 %之間，并且將改性最好的一組微量環(huán)氧樹(shù)脂與納米氮化硼進(jìn)行1∶1的配比，破壁后的氮化硼加入環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料后的力學(xué)性能優(yōu)于破壁前的力學(xué)性能。

2.2 添加h-BN對(duì)纖維金屬層壓板性能影響

2.2.1 添加h-BN對(duì)FMLs的沖擊性能影響

低速?zèng)_擊測(cè)試所采用的是50 mm×13 mm×1 mm的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)方體試件，使用ISO179-1標(biāo)準(zhǔn)。所采用摻雜改性納米氮化硼的組分是從0、0.3 %、0.5 %、1 %、2 %這五組。將摻雜這五組納米氮化硼的環(huán)氧樹(shù)脂基體作為纖維金屬層壓板的粘結(jié)劑，之后進(jìn)行低速?zèng)_擊測(cè)試，每個(gè)組分都將試驗(yàn)重復(fù)五次，確定平均值，得到的吸收能量與沖擊強(qiáng)度如表1所示。吸收能量與沖擊強(qiáng)度的對(duì)比如圖15（a）與圖15（b）所示。

從表1和圖15中可以看出，添加h-BN的FMLs的沖擊性能相較于純碳纖維金屬層板是有明顯的性能提升的，隨著納米填料的增加，沖擊強(qiáng)度與吸收能量也都有顯著提升，在1 %的h-BN含量時(shí)的沖擊性能最佳。在2 %時(shí)沖擊性能下降是由于發(fā)生了團(tuán)聚，導(dǎo)致團(tuán)聚體處出現(xiàn)應(yīng)力集中點(diǎn)，從而導(dǎo)致沖擊而受力不均。

2.2.2 添加h-BN對(duì)FMLs的彎曲性能影響

彎曲測(cè)試采用的樣件的跨厚比為32∶1，測(cè)試結(jié)果如圖所示，展示純碳纖維金屬層板與添加0.3 %、0.5 %、1 %、2 % h-BN的纖維金屬層板的彎曲性能測(cè)試結(jié)果。可以看出隨著氮化硼的含量增加，彎曲應(yīng)力與應(yīng)變都在增加，在1 %的含量時(shí)的彎曲性能最為優(yōu)異，為573.93 MPa，彎曲應(yīng)力相較于純碳纖維金屬層板（472.83 MPa）提升了21.4 %，彎曲應(yīng)變（3.627 %）相較于純碳纖維金屬層壓板（1.723 %）提高了110.5 %。在2 %含量時(shí)的性能下滑是由于出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。

3 結(jié) 論

（1）根據(jù)破壁前后的性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)納米氮化硼對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂基體力學(xué)性能的提升整體優(yōu)于微米氮化硼，納米氮化硼的粒徑更小，在環(huán)氧基體中分散效果更好，因此，納米氮化硼對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂基體的性能提升效果更明顯。

（2）對(duì)于納米氮化硼的改性，我們選擇的是物理球磨改性，方法是非共價(jià)鍵改性，通過(guò)π?π鍵連接作用對(duì)h-BN表面進(jìn)行修飾。提高納米氮化硼在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的界面相容性，使得h-BN能在環(huán)氧樹(shù)脂中穩(wěn)定分散，改善團(tuán)聚效應(yīng)。

（3）根據(jù)改性前后的性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)改性后納米氮化硼對(duì)比改性前的力學(xué)性能提升很多，并且隨著改性納米氮化硼含量的增加，力學(xué)性能也顯著提高，在2 %組分達(dá)到了最高點(diǎn)，除了斷裂伸長(zhǎng)率小于1 %組分，其他均為最高，拉伸強(qiáng)度為85.753 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為8.46 %，楊氏模量為8.82 GPa，斷裂最大力為243.91 N。

（4）根據(jù)纖維金屬層壓板的性能測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)，隨著納米氮化硼含量的增加，F(xiàn)MLs的沖擊性能與彎曲性能都在提升，在1 %含量時(shí)，性能提升最大。相較于純碳纖維金屬層板，1 %改性納米氮化硼含量的FMLs的沖擊強(qiáng)度提升90.2 %，彎曲強(qiáng)度提升21.4 %。2 %含量時(shí)出現(xiàn)了性能下滑，是因?yàn)楫a(chǎn)生了團(tuán)聚現(xiàn)象，出現(xiàn)了應(yīng)力集中點(diǎn)，造成分散效果不好與受力不均的情況，從而使其力學(xué)性能產(chǎn)生下滑。

（5）對(duì)于FMLs的力學(xué)性能提升，我們需選擇合適含量改性效果優(yōu)異的h-BN填料摻雜的環(huán)氧樹(shù)脂基體作為粘結(jié)劑，盡量減小團(tuán)聚現(xiàn)象，從而能達(dá)到理想的力學(xué)性能效果。

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The Performance Impact of Modified Nano Boron Nitride on Fiber Metal Laminates Ring

Abstract：Fiber Metal Laminates （FMLs） are a hybrid composite material formed by alternating layers of metal sheets and fiber layers， bonded and cured at a certain temperature and pressure. Because there are two types of materials， metal and fiber， it has the advantages of metal rich ductility， strong toughness， and good thermal conductivity， as well as the characteristics of composite material fibers such as fatigue resistance， high strength resistance， and low density. The main purpose of this article is to enhance the tensile and fracture toughness performance of epoxy composite material matrix and improve the performance of FMLs， especially the impact and bending performance. The method of adding nano boron nitride （h-BN） to the FMLs epoxy resin matrix is adopted to enhance the mechanical properties of fiber metal laminates. Firstly， a series of ball milling modification treatments were carried out on the boron nitride material， which was divided into different content components and added to the epoxy resin matrix in order to determine the best four groups of dosage. Then， the epoxy resin composite material matrix with these four groups of dosage was laid between the aluminum thin plate and the carbon fiber cloth using a wet laying method. FMLs specimens were prepared by curing with a vulcanization machine， and cut into standard specimens using water cutting technology， and conduct impact and bending tests. The experimental results indicate that adding a certain amount of nano boron nitride to the epoxy resin matrix of FMLs has a positive impact on the performance of FMLs.

Key words：fiber metal laminates; epoxy resin matrix; mechanical properties; nano boron nitride; vulcanization machine; Physical modification by ball milling