郑莹莹,肖 军

（1.江苏航空职业技术学院 航空工程系, 江苏 镇江 212134；2.南京航空航天大学 材料科学与技术学院, 南京 210016）

泡沫夹层结构具有质轻高强、损伤容限高和抗潮湿能力等优异特性，广泛应用于航天器和导弹外壳等领域。然而，由于泡沫芯材与面板之间胶接强度较低，在受冲击、弯曲或剪切等载荷作用时，易导致面板与泡沫芯材之间脱粘或分层失效，严重限制其在飞机承载件上的应用，因此，发展一种有效的Z向增强技术尤为必要[1-3]。近年来，许多学者提出采用三维增强技术提高夹层结构的整体性和力学性能，主要包括三维缝纫技术和Z-pin技术增强的X-Cor[4]、K-Cor[5]泡沫层结构。三维缝纫技术过程繁琐，针头容易折断或导致泡沫产生较大孔洞对泡沫造成损伤，外界注入渗透的树脂均匀性难以保证。Z-pin增强技术是将树脂融入纤维中，固化后形成一定刚度，将固化好的纤维作为增强棒，沿着Z向植入泡沫进行纵向连接增强的技术。

Z-pin技术是美国AZTEX公司研发的专利技术。将Z-pin技术桥接于泡沫夹层中的上下面板与泡沫芯材，减重的同时又能显著提升结构的完整性。由于Z-pin设计不同而产生两种不同轻质高强夹层结构，即X-Cor和K-Cor两种泡沫夹层结构，Z-pin两端和面板的结合差异使两种泡沫夹层结构表现出优异的力学性能。使用全固化Z-pin制备的X-Cor夹层如图1（a）所示，两端露出且刺穿面板，致使泡沫芯材与面板仅形成了机械连接；而KCor结构（图1（b））采用的是半固化Z-pin，露出泡沫表面的Z-pin两端被折弯至泡沫表面，在固化过程中Z-pin与面板内活性树脂基团发生强交联作用，有利于泡沫与面板共固化一体化成型。……