固化压力对炭纤维复合材料层压板的孔隙和力学性能的影响

孔隙的存在是炭纤维复合材料层压板加工过程中不可避免的缺陷,并且会对炭纤维复合材料结构的性能产生很大的损害。针对[(±45°)/(0,90°)2/(±45°)]S炭纤维复合材料层压板,详细分析了层压板内孔隙的尺寸、形状及分布特征。通过施加不同的固化压力制备了不同孔隙率含量的试件。采用显微图像分析技术和性能测试对炭纤维复合材料层压板内孔隙的形态及其对炭纤维复合材料层压板力学性能的影响进行了研究,采用图像分析软件对孔隙的形状和尺寸进行了定量的表征。结果表明,对于铺层为[(±45°)/(0,90°)2/(±45°)]S层压板,孔隙主要分布于层间,且都沿着平行于铺层的方向发展。随着固化压力的减小,孔隙率增大、层间剪切强度和压缩强度下降。

乙烯基酯树脂及其炭纤维复合材料的湿热老化行为

结合乙烯基酯树脂(VE)浇注体在65℃和95℃蒸馏水中的湿热老化行为,对其炭纤维复合材料(CF/VE)的吸湿性、静态和动态力学性能进行了对比分析。结果表明,根据VE浇注体的吸湿特性,可将其复合材料的吸湿过程划分为基体吸湿为主和界面吸湿为主的两阶段;VE浇注体与其复合材料的弯曲强度的下降趋势一致,均与吸湿率的增加趋势相对应,但VE浇注体的弯曲模量下降较复合材料明显;VE浇注体及其复合材料玻璃化转变温度(Tg)的变化均随时间的延长而降低,并随吸湿达饱和而保持在一定值,但两者内耗峰的变化趋势刚好相反。

三维编织炭纤维复合材料的摩擦磨损性能研究

用 MM- 2 0 0型摩擦磨损试验机考察了不同条件下三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的摩擦磨损性能 ,并用 XL30 ESEM型扫描电子显微镜对磨痕和磨屑表面形貌进行了观察和分析 .结果表明 :在干摩擦条件下 ,随着纤维含量的增加 ,复合材料的耐磨性提高 ;当 pv值低于 63N· m/s时 ,材料的摩擦系数和磨损率较高 ,主要磨损机理为粘着磨损和疲劳磨损 ;当 pv值大于 63N· m /s时 ,材料的摩擦系数和磨损率明显降低 ,主要磨损机理为粘着磨损 .在润滑条件下 。

非等温DSC研究聚苯并口恶嗪/炭纤维复合材料的固化动力学

采用非等温差示扫描量热法(DSC)测试了不同升温速率下,聚苯并口恶嗪及聚苯并口恶嗪/炭纤维复合材料的固化过程。分析了不同升温速率下,两体系的特征固化温度、反应热及反应速率与温度的关系。K iss inger方程分析计算了聚苯并口恶嗪及聚苯并口恶嗪/炭纤维复合材料的固化反应表观活化能和反应级数。结果表明,炭纤维对聚苯并口恶嗪固化具有催化作用,同时又有缓聚作用。浅析了炭纤维影响聚苯并口恶嗪固化的原因。

基于双值参数化方法且考虑制造约束的炭纤维复合材料铺层优化

基于梯度的优化方法对炭纤维复合材料层合板的铺层数量和顺序进行优化。优化问题中以铺层质量为目标,并以刚度和制造约束为约束。采用改进双值参数化方法对铺层的材料性能进行插值,并基于凸规划对偶算法对优化问题进行求解。为了适应凸规划对偶算法的特点,将关于铺层角度的制造约束表述为少量非线性约束。同时引入离散度约束和惩罚指数以消除优化结果中的中间变量。算例结果验证了该优化方法的有效性。

酚醛气凝胶/炭纤维复合材料的结构与烧蚀性能

分别以密度为0.15 g/cm^3的铺层炭纤维毡和炭纤维穿刺编织体作增强体,采用酚醛树脂浸渍炭纤维,经溶胶-凝胶过程,制备出不同密度和结构的酚醛气凝胶/炭纤维复合材料(PAC)。研究表明,所制复合材料具有轻质(0.27～0.40 g/cm^3)和低热导率(0.056～0.068 W·(m·K)^(-1))特点;炭纤维穿刺编织体复合材料(P-PAC)的弯曲强度是铺层炭纤维毡复合材料(L-PAC)的2倍,当P-PAC密度为0.40 g/cm^3时,其弯曲强度可达35.9 MPa;P-PAC具有更优的耐烧蚀性能,在2 000℃、60 s的烧蚀条件下,其质量烧蚀率为0.0043 g/s、线烧蚀率为0.0147 mm/s。酚醛粒子因纳米尺寸效应能够完全分解、蒸发、升华,充分带走表面热,而气凝胶多孔结构也有效的阻止表面热量向内部传递,因而酚醛气凝胶/炭纤维复合材料具有优异的微烧蚀/隔热一体化功能。

炭纤维复合材料应用于汽车后背门的设计与优化

以某SUV纯电动汽车的后背门为研究对象,利用有限元优化设计方法,以T300牌号炭纤维复合材料代替钢对汽车后背门进行轻量化的重新设计,通过自由尺寸优化、尺寸优化和铺层次序优化三个阶段对后背门炭纤维复合材料的铺层进行优化,并对优化后的炭纤维后背门各项性能参数进行分析。结果表明,相对于原钢制后背门,优化后的炭纤维后背门的扭转刚度、弯曲刚度、侧向刚度、扭转模态频率和弯曲模态频率等性能指标均得到不同程度的提升,且质量由原来的16.70kg降至8.32kg,减重率达到50.2%,轻量化效果明显。

炭纤维复合材料共固化液体成型工艺及层间性能研究

采用共固化液体成型工艺制备了炭纤维/环氧树脂基复合材料层板,分析了层板的密实和两种树脂的相互扩散情况,采用Ⅰ型层间断裂韧性(能量释放率GⅠC)和短梁抗剪强度研究了共固化液体成型层板的层间性能,并与预浸料成型层板和液体成型层板进行了比较。进一步研究了共固化层板中预浸料/液体成型层界面处的纤维取向对GⅠC的影响。结果表明:所制备的共固化液体成型层板,层内密实程度高、层间富树脂区不明显,预浸料/液体成型层的层间处两种树脂有一定程度的相互扩散;受界面处树脂相互扩散的影响,共固化层板的层间断裂韧性处于预浸料层板、液体成型层板的平均水平,而层板的短梁抗剪强度由性能较低的一方决定;预浸料/液体成型层界面处的纤维取向对GⅠC有明显影响,其中[45/90]的情况有着较高的抵抗开裂和裂纹扩展的能力。

炭纤维复合材料人工气管置换术后病人的护理

炭纤维复合材料人工气管置换术后病人的护理ＮｕｒｓｉｎｇＣａｒｅｏｆＰａｔｉｅｎｔｓＡｆｔｅｒＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＴｒａｃｈｅａＭａｄｅｏｆＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ宫茹清胡春英马丽Ｇｏ...

海峡两岸炭纤维复合材料合作前景

应台湾强化塑胶协进会和塑胶工业技术发展中心的邀请，最近全国特种纤维信息中心，与台湾地区炭纤维（CF）及其复合材料（CFRP）同行进行了交流，交流期间与台塑、森湖、拓凯与环航复合材料公司进行了深度的沟通，上述情况是对台湾的碳纤维（CF）及其复合材料（CFRP）产业的一些综合评价，或者说是初步的印象。

哈尔滨“三强”攻关大型飞机用炭纤维复合材料

为进行大型飞机复合材料结构件国产炭纤维原料应用技术的攻关。目前，哈尔滨工业大学材料学院、哈尔滨玻璃钢研究所、哈尔滨飞机工业集团有限责任公司达成合作共识。市科技局已把这一项纳入市新材料产业重点项目并将予以连续支持。

炭纤维复合材料市场潜力大

根据英国材料技术出版公司的一份研究报告，炭纤维复合材料到2010年预计将增至136亿美元，较2006年增长37％，全于炭纤维工业将进入一个快速增长时期，其驱动力来自航空、风能、近海油／气、压力容器、国防和体育用品等领域炭纤维日益增加的用量。炭纤维复合材料的优点是重量轻、强度高、耐腐蚀，能使用间层部件来取代先前必需使用的多层部件。

全球炭纤维复合材料工业将进入快速增长期

据海外媒体近日报道，炭纤维复合材料到2010年预计将增至136亿美元，较2006年增长37％，全球炭纤维工业将进入一个快速增长时期，其驱动力来自航空、风能、近海油／气、压力容器、国防和体育用品等领域炭纤维日益增加的需求。

循环吸湿对炭纤维复合材料界面性能的影响

通过对炭纤维增强复合材料进行70、85、100℃下的循环水浸吸湿试验,研究了复合材料在不同水浸温度下的吸湿-脱湿行为规律。同时,对循环吸湿-脱湿过程中的试样进行层间剪切强度测试和动态力学性能测试,并结合扫描电镜观察循环吸湿各个阶段的纤维基体结合状态。结果表明,水浸温度越高,水分的扩散速率越快,饱和吸湿率越大。经过循环吸湿后复合材料的吸湿行为仍满足Fick第二定律,吸湿后层间剪切强度下降,湿热循环次数越多下降的越明显。脱湿后层间剪切强度有所恢复,水浸温度越高造成的不可逆破坏越大,层间剪切强度恢复的越少。干态时的玻璃化转变温度为231℃,吸湿后下降了37℃。

碳纳米管/共聚酰亚胺复合膜增强炭纤维/环氧树脂复合材料的层间断裂韧性和导热性

炭纤维/环氧树脂复合材料已被广泛用作航空航天领域的结构材料,但由于其沿厚度方向缺乏炭纤维增强材料,层间力学性能和面外导热性较差。本文制备了碳纳米管/共聚酰亚胺(CNT/BOH)复合膜作为增韧层,以提高炭纤维/环氧树脂层压板的层间断裂韧性和厚度方向导热性。由于BOH膜的塑性变形和CNTs的增强效应,CNT/BOH膜的引入使炭纤维/环氧树脂层压板的Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧性分别提高260%和220%,此外,由于CNTs高的本征导热性和交联网络的形成,有效改善了层压板的厚度方向导热性。这种增韧方法为同时提高炭纤维/环氧复合材料的力学性能和导热性提供了一种有效的策略。

Kevlar缝线表面处理对炭纤维/双马来酰亚胺树脂缝合复合材料界面性能的影响

为了改善Kevlar缝线缝合复合材料的耐湿热性能,采用化学接枝烯丙基的方法对Kevlar缝合线进行表面改性处理。通过力学测试、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱分析(XPS)对表面改性的纤维进行表征。实验结果表明,化学处理的Kevlar缝线表面变得粗糙,缝线表面氧元素的含量提高23%,在合适的处理条件下,缝线的拉伸强度降低很小。同时通过测试干、湿态下炭纤维/双马来酰亚胺树脂缝合复合材料层压板的层间剪切强度,研究了化学表面处理的Kevlar缝线对缝合炭纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料界面性能的影响。测试结果显示,表面处理后Kevlar缝线缝合的复合材料的吸湿率降低约52%,湿态层间剪切强度保持率提高15%。

基于PCA-GA神经网络模式识别的炭纤维复合材料导电综合性能优化及预测的研究

在炭纤维/ABS树脂基复合材料导电性和拉伸强度实验数据的基础上,利用主成分分析-遗传算法后向传播(Principal Component Analysis-Genetic Algorithm Back Propagation,PCA-GABP)神经网络模式识别法,对炭纤维复合材料导电综合性参数进行智能分析识别。其中主成分分析法作为前处理过程优化样本集的选择,GABP神经网络较好地克服了BP网络非线性映射易陷入局部极小值问题。给出性能优良的目标参数优化区,并用实验予以验证。该模式识别方法可减少实验工作量,提高工作效率,在复合材料设计领域具有理论应用前景。

炭纤维复合材料疲劳行为的研究进展

炭纤维复合材料在航空航天等领域得到了越来越广泛的应用,但服役过程中的疲劳载荷对其安全性能造成了极大威胁。综述了炭纤维复合材料疲劳损伤机理和抗疲劳处理方面的研究进展,并对炭纤维复合材料疲劳行为的研究趋势做了分析。