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热塑性复合材料防撞梁模压成型工艺研究
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作者 丁小马 陈正国 杨青 《合成纤维》 CAS 2024年第9期45-50,共6页
通过对某型号不锈钢防撞梁结构进行热塑性碳纤维/聚苯硫醚(CF/PPS)复合材料铺层和受力分析,利用热压罐成型工艺制备热塑性复合材料层合板,最后采用机械臂自动化转移和热模压成型工艺,研究了CF/PPS料片加热软化制备防撞梁零件的可行性。... 通过对某型号不锈钢防撞梁结构进行热塑性碳纤维/聚苯硫醚(CF/PPS)复合材料铺层和受力分析,利用热压罐成型工艺制备热塑性复合材料层合板,最后采用机械臂自动化转移和热模压成型工艺,研究了CF/PPS料片加热软化制备防撞梁零件的可行性。另外,对热塑性复合材料防撞梁零件进行了测试,结果表明:热塑性复合材料防撞梁外观质量良好,无明显缺陷以及纤维紊乱等现象;平均厚度为2.867 mm;单件防撞梁零件平均质量为462.4 g,比原来不锈钢零件质量减轻约51.3%;孔隙率平均值为1.20%;热塑性复合材料防撞梁零件耐环境性能良好;三点弯力学性能试验与仿真结果偏差为4%;热塑性复合材料防撞梁产品生产效率为10件/h。 展开更多
关键词 热塑性复合材料防撞梁 碳纤维 层合板 自动化 热模压 工艺参数
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不同酸酐固化环氧改性PDCPD及其与碳纤维界面结合
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作者 李成华 陈正国 +2 位作者 刘鑫岑 丁小马 程超 《合成纤维》 CAS 2024年第9期40-44,共5页
环氧树脂/酸酐体系已经被证实能通过共混-共固化方法用于改善环戊二烯/GrubbsⅡ代催化剂体系与商业化碳纤维界面结合能力,但是环氧/酸酐的引入会大幅度提高聚双环戊二烯聚合时间,影响其制件效率。通过对比甲基纳迪克酸酐(NMA)和甲基四... 环氧树脂/酸酐体系已经被证实能通过共混-共固化方法用于改善环戊二烯/GrubbsⅡ代催化剂体系与商业化碳纤维界面结合能力,但是环氧/酸酐的引入会大幅度提高聚双环戊二烯聚合时间,影响其制件效率。通过对比甲基纳迪克酸酐(NMA)和甲基四氢苯酐(THPA)固化环氧树脂改性聚双环戊二烯的完全固化时间、力学性能、耐热性以及复合材料力学性能,进一步探究了双相树脂体系与碳纤维黏合机制,旨在获得效率与性能可同步提升的聚双环戊二烯复合材料树脂配方。结果表明,尽管THPA固化环氧改性PDCPD聚合时间相比于NMA固化环氧改性PDCPD要大幅度缩短,但是前者与碳纤维界面结合要弱于后者。 展开更多
关键词 聚双环戊二烯 环氧树脂 碳纤维 界面结合 成型效率
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环氧树脂改性聚双环戊二烯及其碳纤维复合材料的制备与表征 被引量:2
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作者 杨青 程超 +4 位作者 刁春霞 吕玥蒽 周飞 丁小马 陈正国 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第5期32-36,共5页
本文在双环戊二烯单体/Grubbs二代催化剂体系中加入双酚A型环氧树脂配套甲基纳迪克酸酐固化剂,通过逐步升温聚合得到环氧树脂/聚双环戊二烯(PDCPD)共混物。利用接触角测量仪、差示扫描量热仪(DSC)、红外光谱仪(FT-IR)、力学试验机和扫... 本文在双环戊二烯单体/Grubbs二代催化剂体系中加入双酚A型环氧树脂配套甲基纳迪克酸酐固化剂,通过逐步升温聚合得到环氧树脂/聚双环戊二烯(PDCPD)共混物。利用接触角测量仪、差示扫描量热仪(DSC)、红外光谱仪(FT-IR)、力学试验机和扫描电镜(SEM)对环氧树脂改性PDCPD进行了表征。研究结果表明:加入10 phr环氧树脂的DCPD单体与碳纤维织物表面接触角由83.2°降低至22.6°,润湿性得到明显改善;环氧树脂改性PDCPD相比于纯PDCPD,玻璃化转变温度由124.7℃提升至133.2℃;改性PDCPD红外光谱中未发现环氧官能团(913 cm^(-1)),说明混合体系中环氧树脂反应完全;力学性能测试结果表明改性后PDCPD弯曲强度提升13.3%,断裂韧性降低11.0%,微观结构显示环氧树脂固化物呈直径小于2μm的微球均匀分布在PDCPD内部;利用湿法模压制备的改性PDCPD/碳纤维复合材料层间剪切强度由8.2 MPa提升至15.1 MPa,断面结构显示环氧树脂的加入有效改善了PDCPD对碳纤维的附着力。 展开更多
关键词 聚双环戊二烯 环氧树脂 共混改性 碳纤维增强复合材料 界面结合
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共聚酰胺水性上浆剂改善CF/PA6复合材料的界面性能
4
作者 王少飞 薛康昊 +6 位作者 范琳 杨青 吕玥蒽 丁小马 赵乐 张辉 刘勇 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第6期17-22,29,共7页
为改善碳纤维增强聚酰胺6(CF/PA6)复合材料的界面性能,采用共聚酰胺水性上浆剂作为表面改性剂,通过真空模压成型工艺制备出CF/PA6复合材料。采用扫描电镜、X射线光电子能谱、万能试验机等表征CF及CF/PA6复合材料的微观形貌、元素变化以... 为改善碳纤维增强聚酰胺6(CF/PA6)复合材料的界面性能,采用共聚酰胺水性上浆剂作为表面改性剂,通过真空模压成型工艺制备出CF/PA6复合材料。采用扫描电镜、X射线光电子能谱、万能试验机等表征CF及CF/PA6复合材料的微观形貌、元素变化以及力学性能。试验结果表明:上浆处理使共聚酰胺成功接入了碳纤维表面,提高了碳纤维与PA6之间的结合能力。当共聚酰胺水性上浆剂浓度为0.5%时,CF/PA6复合材料力学性能最佳,复合材料弯曲强度与层间剪切强度达到1044.5 MPa与70.6 MPa,与未处理相比分别提升了64.4%与97.8%。 展开更多
关键词 碳纤维 聚酰胺6 碳纤维上浆剂 表面改性 力学性能 复合材料
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碳纤维复合材料引擎盖的轻量化设计
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作者 吕玥蒽 陈正国 +3 位作者 程超 丁小马 刁春霞 杨青 《合成纤维》 CAS 2023年第6期73-77,81,共6页
以汽车碳纤维复合材料引擎盖为研究对象,采用碳纤维复合材料为研究材料,以层合板理论为力学数值模拟CAE设计基础,利用ABAQUS软件对单层级试样准静态拉伸试验和典型U形梁结构准静态三点弯试验进行仿真,然后进行了台架模态和抗凹刚度测试... 以汽车碳纤维复合材料引擎盖为研究对象,采用碳纤维复合材料为研究材料,以层合板理论为力学数值模拟CAE设计基础,利用ABAQUS软件对单层级试样准静态拉伸试验和典型U形梁结构准静态三点弯试验进行仿真,然后进行了台架模态和抗凹刚度测试。采用概念设计、材料性能试验和工艺设计多阶段联合优化设计的方法,最终在满足各种力学性能和制造工艺要求的前提下,实现碳纤维复合材料引擎盖的轻量化设计。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 复合材料引擎盖 CAE设计 轻量化设计
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PES/短切CF混合膜层间增韧碳纤维复合材料的研究
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作者 吕玥蒽 陈正国 +2 位作者 丁小马 刁春霞 杨青 《合成纤维》 CAS 2023年第5期71-75,共5页
将长度为0.5 mm的短切碳纤维(CF)粉末,分散在质量分数为25%的聚醚砜(PES)/N, N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,通过浸没沉淀相转化法制备PES面密度相同但短切CF粉末面密度不同的混合膜,研究混合膜对真空辅助灌注成型制备的CF增强环氧树脂复... 将长度为0.5 mm的短切碳纤维(CF)粉末,分散在质量分数为25%的聚醚砜(PES)/N, N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,通过浸没沉淀相转化法制备PES面密度相同但短切CF粉末面密度不同的混合膜,研究混合膜对真空辅助灌注成型制备的CF增强环氧树脂复合材料的I型断裂韧性的影响。研究结果表明,短切CF粉末与PES质量比在1∶4和2∶4时,其在PES溶液中分散良好,所制备的混合膜在120℃环氧树脂中可在13 min溶解完全。当混合膜中短切CF粉末的面密度为8.3 g/m^(2)时,所制备的复合材料的I型断裂韧性值最高;相比于未增韧复合材料的I型断裂韧性的起始值和增长值分别提升29.3%和34.8%,相比于纯PES薄膜增韧样的起始值和增长值分别提升6.9%和5.2%。 展开更多
关键词 CF增强环氧树脂复合材料 层间增韧 聚醚砜 短切CF粉末
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正己烷溶剂对聚对苯二甲酰对苯二胺聚合反应的影响 被引量:4
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作者 孔海娟 秦明林 +2 位作者 丁小马 吴瑶 余木火 《合成纤维工业》 CAS 2017年第3期27-30,共4页
以对苯二胺和对苯二甲酰氯为反应单体,以氯化钙的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液为溶剂,同时加入不与NMP互溶的正己烷,采用低温溶液缩聚反应制得聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA),研究了正己烷的加入对PPTA的聚合反应及产物结构与性能的影响。结果... 以对苯二胺和对苯二甲酰氯为反应单体,以氯化钙的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液为溶剂,同时加入不与NMP互溶的正己烷,采用低温溶液缩聚反应制得聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA),研究了正己烷的加入对PPTA的聚合反应及产物结构与性能的影响。结果表明:正己烷的引入可以推迟PPTA聚合反应过程中产生凝胶的时间,有利于聚合反应的进行;当正己烷与NMP的体积比为1∶2时,可以制得较高相对分子质量的PPTA;正己烷的加入可使PPTA树脂颗粒的比表面积更大,但对其结构和性能影响不大。 展开更多
关键词 聚对苯二甲酰对苯二胺 正己烷 低温溶液缩聚 溶剂 结构 性能
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汽车前地板真空导入树脂体系的研究
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作者 丁小马 孙泽玉 +2 位作者 朱姝 韩克清 余木火 《中国新技术新产品》 2015年第2期29-31,共3页
本文研究了一种适用于汽车前地板真空导入成型工艺的树脂体系;具体研究了该树脂浇注体的力学和热学性能;并对该树脂体系与T700、12K东丽单向碳纤维布制备的复合材料板进行了力学测试和金相显微观察;最后对该树脂体系的真空导入过程进行... 本文研究了一种适用于汽车前地板真空导入成型工艺的树脂体系;具体研究了该树脂浇注体的力学和热学性能;并对该树脂体系与T700、12K东丽单向碳纤维布制备的复合材料板进行了力学测试和金相显微观察;最后对该树脂体系的真空导入过程进行了模拟和试验。 展开更多
关键词 前地板 真空导入 树脂体系 碳纤维
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激光处理对CFRP与铝胶接性能的研究 被引量:11
9
作者 吴瑶 孔海娟 +3 位作者 丁小马 乔蒙蒙 胡之峰 余木火 《玻璃钢/复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第4期56-61,共6页
碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强的特点,被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。但CFRP表面惰性高,使得CFRP与其他异质材料复合时的胶接强度低,不能满足使用。采用激光(光纤激光器)对CFRP进行表面处理后,再与铝进行胶接测试。... 碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强的特点,被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。但CFRP表面惰性高,使得CFRP与其他异质材料复合时的胶接强度低,不能满足使用。采用激光(光纤激光器)对CFRP进行表面处理后,再与铝进行胶接测试。利用SEM、接触角测试和光学轮廓仪测试对不同脉宽的激光处理后的CFRP表面形貌、表面能、表面粗糙度进行研究。结果表明,随脉宽增加,处理后的CFRP表面树脂残留量减少,表面粗糙度增加,表面自由能也相应增加。对比激光处理与机械打磨两种方式与铝的胶接性能发现,激光处理的CFRP与铝的胶接强度比未处理提高了1.95倍,比打磨处理提高了1.02倍。对其胶接断面进行分析可知,激光处理试样的断裂模式主要为纤维撕裂破坏。 展开更多
关键词 激光处理 碳纤维复合材料 单搭接剪切强度 表面自由能 表面粗糙度
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真空辅助灌注成型用聚双环戊二烯的制备及其碳纤维增强复合材料的性能研究 被引量:3
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作者 杨青 程超 +4 位作者 刁春霞 吕玥蒽 周飞 丁小马 陈正国 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第6期89-95,共7页
本文采用聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物作为DCPD单体的增黏剂,以亚磷酸正三丁酯作为缓聚剂,使其工艺特性满足真空辅助灌注成型,成功制备碳纤维增强聚双环戊二烯复合材料。通过研究增黏剂含量对单体黏度和聚合后树脂力学性能的影... 本文采用聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物作为DCPD单体的增黏剂,以亚磷酸正三丁酯作为缓聚剂,使其工艺特性满足真空辅助灌注成型,成功制备碳纤维增强聚双环戊二烯复合材料。通过研究增黏剂含量对单体黏度和聚合后树脂力学性能的影响确定树脂体系的组分配方。利用VARI工艺制备复合材料,研究了改性聚双环戊二烯/碳纤维复合材料的Ⅰ型断裂韧性以及弯曲性能,并与环氧树脂/碳纤维复合材料进行比较。研究结果表明,由该树脂体系制备的碳纤维复合材料Ⅰ型层间断裂韧性起始值和扩展值分别比环氧树脂/碳纤维复合材料高26.1%和30.4%,但是弯曲强度较低。微观结构表明,碳纤维表面残留聚双环戊二烯树脂发生明显塑性变形,消耗更多的能量,从而获得更高的Ⅰ型断裂韧性,然而树脂与碳纤维界面结合力较差,载荷无法实现在树脂与树脂之间的良好传递,最终导致较低的弯曲强度。 展开更多
关键词 真空辅助灌注成型 聚双环戊二烯 层间断裂韧性 弯曲性能 界面结合 复合材料
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笔记本电脑外壳模压-注塑工艺设计与开发 被引量:1
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作者 陈正国 程超 +2 位作者 丁小马 顾建军 吕玥蒽 《合成纤维》 CAS 2022年第12期45-49,共5页
以某型笔记本电脑外壳为研究对象,通过将镁合金、铝合金数值模拟变形量与试验结果变形量来校核仿真模型,然后根据外壳材料仿真设计完成材料选型,并确定模压-注塑包覆成型工艺的开发。研究结果表明:基于仿真试验及厚度优选结果,选择碳纤... 以某型笔记本电脑外壳为研究对象,通过将镁合金、铝合金数值模拟变形量与试验结果变形量来校核仿真模型,然后根据外壳材料仿真设计完成材料选型,并确定模压-注塑包覆成型工艺的开发。研究结果表明:基于仿真试验及厚度优选结果,选择碳纤维增强聚碳酸酯复合材料作为选择笔记本电脑外壳模压-注塑工艺设计与开发的主体材料,成功制成质轻、高强的笔记本电脑外壳。 展开更多
关键词 碳纤维 复合材料 模压-注塑工艺
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复合材料汽车轮毂的成型工艺及性能研究 被引量:5
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作者 李丙鹏 孙泽玉 +3 位作者 陶雷 丁小马 朱姝 余木火 《材料开发与应用》 CAS 2016年第2期37-41,共5页
研究了不同冲击方向下复合材料的冲击力学性能,设计不同纤维布料裁剪方式并分析原材料的使用率,设计易于铺层操作以及产品脱模的三片式模具,优化热压罐成型工艺,并进行了车轮冲击测试。结果表明,冲击测试时的冲击方向对复合材料的冲击... 研究了不同冲击方向下复合材料的冲击力学性能,设计不同纤维布料裁剪方式并分析原材料的使用率,设计易于铺层操作以及产品脱模的三片式模具,优化热压罐成型工艺,并进行了车轮冲击测试。结果表明,冲击测试时的冲击方向对复合材料的冲击性能有较大影响,相较于垂直于铺层方向的冲击性能,冲击方向平行于铺层方向的复合材料冲击性能更高,产品铺层中应根据冲击工况进行优化铺层设计;采用合适的裁剪结构设计提高了操作便利性,并且使材料利用率达到83.8%,大大节约了材料成本;采用优化热压罐成型工艺制备的复合材料轮毂在冲击静载荷为600 kg的13°冲击测试中未出现断裂情况,满足汽车车轮冲击测试的装车要求。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 轮毂 铺层设计 冲击性能
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