碳纤维-手撕钢复合材料的力学性能及除冰功能

碳纤维增强复合材料因其轻质高强等优异特性，在轨道交通、航空航天等领域具有重要作用。然而，作为高空飞行器表面结构材料，碳纤维复合材料在低温环境中存在力学性能衰减和结冰等问题，严重影响了其服役安全性。以单向碳纤维预浸料和不锈钢超薄带即手撕钢为原材料，采用铺层固化的方法，设计了不同裁剪形状的手撕钢与碳纤维铺层的“碳纤维-手撕钢”复合材料，并对其在电流驱动下的力学性能和除冰功能进行研究。研究表明，手撕钢不仅能够改善复合材料内部的应力分布，提升力学性能，而且由于手撕钢的电流致热效应，能够实现复合材料的温度调控，从而进一步改善材料的强度和吸能特性。此外，手撕钢的裁剪宽度对于调控电流通路及其致热效应具有重要影响，是优化材料力学性能和除冰功能的关键因素。研究结果对于“碳纤维-手撕钢”复合材料的力学设计和电流驱动除冰功能实现具有一定的指导意义，并有望在航天航空等领域得到重要应用。