Moulding prepreg platelets into high fibre loading fraction carbon fibre-reinforced syntactic epoxy foams
Julkaisuvuosi
2025
Tekijät
Zhang, Yifang; Wang, Jier; Turpeinen, Tuomas; Salminen, Kristian; Li, Joanne; Smaradhana, Dharu Feby; Panesar, Ajit; Lee, Koon Yang
Abstrakti:
<p>This study presents a novel method for manufacturing high fibre content carbon fibre-reinforced syntactic epoxy foams by moulding prepreg platelets with hollow glass microspheres. The prepreg platelets were either (i) dry-mixed at room temperature or (ii) mixed at cryogenic temperature in liquid nitrogen with hollow glass microspheres prior to compression moulding. This approach achieves a carbon fibre volume fraction of up to 49 %, addressing the limitations of low fibre content in conventional syntactic foams. The resulting materials exhibit enhanced mechanical properties, including a compressive modulus of ∼6 GPa and ∼3.5 GPa in the in-plane and through-thickness directions, respectively. The anisotropy in mechanical properties is attributed to the anisotropic packing of the prepreg platelets. Packing simulations using PyBullet confirmed that microspheres did not disrupt platelet arrangement, maintaining a packing efficiency of ∼63 % while filling inter-platelet gaps. Although cryogenic processing improved the mixing process, its impact on mechanical performance was minimal. This study demonstrates a simple manufacturing approach to produce high performance carbon fibre reinforced porous polymer composites suitable for lightweighting applications.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Volyymi
194
Artikkelinumero
108865
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Materiaalitekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Tunnistettu aihe
[object Object]
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.compositesa.2025.108865
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä