碳纤维复合材料与金属间的电偶腐蚀行为

通过电化学测试研究了碳纤维复合材料与不锈钢、钛合金和铝合金偶对在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析了长周期电偶腐蚀后金属表面形貌及腐蚀产物的物相组成,并根据腐蚀失重法测定了电偶腐蚀速率。结果表明:316L和1Cr18Ni9Ti不锈钢、TC4钛合金与碳纤维复合材料间电偶腐蚀效应较弱,腐蚀速率较小,耐腐蚀等级均为1级,基本可以与碳基复合材料直接接触;5A06和2A12铝合金与碳纤维复合材料直接接触时,除自腐蚀外,电偶腐蚀效应显著,耐腐蚀等级均为8级,2A12铝合金的电偶腐蚀最严重,采取相应的防护措施后,腐蚀深度明显减小。

基于真空导入工艺的大尺度复合材料异型构件成型技术研究

研究了大尺寸复合材料水滴形截面异型构件的成型工艺。在达西定律的基础上采用实验法测得了玻璃纤维织物渗透率,建立了树脂浸润过程的仿真模型。采用仿真软件对典型构件一体成型充模过程进行仿真分析,分别对中心点注射、中心线注射、单边注射和多线程接力注射方案进行探讨,仿真结果表明,多线程接力注射方案可有效缩短充模时间,满足树脂适用期内完成充模的要求,并达到100%充模率。采用多线程接力注射方案制备了典型构件样机,实际充模时间与理论计算相差约10%,对生产实践具有指导性意义。

真空振动法制备固体浮力材料工艺与性能研究

开发了一种真空振动法制备固体浮力材料的工艺方案,制备了以环氧树脂为基体,两种空心玻璃微珠混配为轻质填料的固体浮力材料,研究了在一定振动频率下,振动时间对空心玻璃微珠/环氧树脂物料凝胶温度的影响,以及对固体浮力材料气泡缺陷、密度、吸水率和力学性能的影响,确定了最优工艺参数。结果表明:振动时间是影响固体浮力材料品质和性能的重要因素,振动时间过长,物料中心温度升高快,出现爆聚现象;振动时间短,物料混合不均匀,出现孔隙多、密度分布不均匀等问题;试验确定了最优化的振动时间为90 min,在此条件下制备的固体浮力材料具有密度低(0.51 g/cm^(3))、吸水率低(0.37%)、力学性能优异(压缩强度为31.6 MPa,冲击强度为5.29 kJ/m^(2))和分布均匀等特性。该工艺方法适用于大尺寸固体浮力材料的制备,能够满足水下1 000 m内海洋设备及水上平台等基础建设对固体浮力材料的要求。

大型风电叶片模具型面控制研究

随着风电产业的发展,风电叶片已由原来的kW级发展到现在的6MW级,甚至更大。风电叶片模具一直采用玻璃钢复合材料,成型工艺采用真空灌注成型。模具长度由最初的10m发展到现在的60m,甚至更长,其型面精度变得愈加难以控制。风力发电的效率高低直接取决于叶片翼形的准确,这就需要叶片模具的型面尺寸与设计值具有较高的吻合度。因此,本文开展了大型风电叶片模具型面精度控制等相关研究。

风电叶片模具用碳化硅热容层导热性能研究

采用真空灌注成型工艺制备了模拟叶片模具玻璃钢复合材料试板,利用碳化硅作为试板的导热层,研究了不同目数的碳化硅导热均匀性。结果表明,当220目碳化硅与100目碳化硅质量比为1∶1时,碳化硅导热均匀;当碳化硅/环氧树脂混合体系的黏度为2.9Pa·s时,体系具有适宜的刮腻性,适合将其作为叶片模具热容层;将碳化硅应用于叶片模具生产中时,模具表面平均温度为63℃,温度整体分布比较均匀。