先进复合材料国防科技重点实验室的航空树脂基复合材料研发进展

归纳先进复合材料国防科技重点实验室在航空先进树脂基复合材料方面的应用和研究进展。研制出超薄热塑性无纺织物层间增韧技术以实现提高复合材料的CAI性能。设计出的多夹层结构具有多层吸收拓展频带的作用,使多夹层隐身复合材料的吸收频宽达1～18GHz。高韧性树脂基复合材料和耐高温复合材料技术得到发展,并形成预浸料-热压灌成型、液态成型和自动化制造技术体系。发展复合材料固化、树脂流动、固化变形等模拟优化技术,并建立复合材料数据库技术。建立先进复合材料国防科技重点实验室可在支撑航空装备研制,在航空复合材料创新引领、体系主导、基础支撑和保障应用方面发挥作用。

复合材料双真空袋成型工艺研究

真空袋成型工艺是一项低成本复合材料制备技术,在此基础上对双真空袋(DB)成型工艺进行了研究,研究表明,采用DB技术制备的复合材料具有较低的孔隙含量和较高的力学性能,因此能够提高真空袋成型复合材料制件的品质。

铁氧体微波吸收材料的研究进展

分析了铁氧体吸收剂的作用原理,讨论了铁氧体的电磁参数、晶格结构对其微波吸收特性的影响以及铁氧体微波吸收材料的温度特性。概述了尖晶石型和磁铅石型铁氧体吸收剂的研究进展,其中着重介绍了W型六角晶系铁氧体的研究要点和制备工艺的发展。

高性能蒙皮材料力学性能研究

研究了不同高性能纤维织物的结构形式与力学性能的关系,几种纤维织物中,聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维制备的增强织物具有较高的拉伸性能。利用高性能纤维织物制备了蒙皮材料,对其力学性能进行测试。结果表明:蒙皮材料拉伸断裂强力主要取决于采用的纤维种类和增强织物结构,而蒙皮材料的撕破强力除了与使用的纤维有关,还与纤维纱线细度有关,纤维纱线细度越大,制备的蒙皮材料撕破强力越高。

乙炔封端聚异酰亚胺树脂固化特性研究

采用差示扫描量热(DSC)和原位傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对乙炔封端聚异酰亚胺树脂固化特性进行了研究。利用原位动态和等温条件下的FTIR可以区分树脂单体中异酰亚胺-酰亚胺异构转变和乙炔基交联固化反应并确定各自的温度范围。异酰亚胺-酰亚胺的异构转变的反应温度低于乙炔基交联反应,原因是乙炔基交联固化反应的活化能为106.469kJ/mol,大于异酰亚胺的异构转变的活化能79.635kJ/mol。在200～220℃,乙炔封端聚异酰亚胺树脂可以实现预固化,后处理温度范围为300～350℃。

铁氧体吸收剂微观结构对性能的影响

考察了在不同温度煅烧后铁氧体吸收剂粉体的相结构和微观形貌及其在 X波段复数磁导率。研究认为铁氧体粉体的微观结构特别是 W相的含量对磁导率有显著影响 ,粉体的磁导率的实部和虚部均随着 W相含量的提高而提高 ,同时频率特性良好。 12 0 0～ 130 0℃煅烧后粉体主晶相为 W相 ,此时粉体的复数磁导率比较理想 。

铁氧体吸收剂粉体的两种不同制备工艺比较

采用凝胶固相反应合成法制备了铁氧体吸收剂粉体，并与化学共沉淀法进行比较，研究表明，前者的性能略好于后者，且成本较低，工艺简单，适合工业化生产，是一种具有很高适用价值的新型粉体制备工艺。

铁氧体吸收剂粉体的煅烧工艺研究

研究了铁氧体吸收剂粉体的煅烧工艺对粉体的性能、形貌和相组成的影响。研究表明 ,粉体的形貌和相组成对其复数磁导率有较大影响。经过对煅烧工艺进行优化 。

多组元复合功能陶瓷粉体制备技术研究进展

综述了多组元复合功能陶瓷粉体制备技术的研究进展,较详细地介绍了新出现的凝胶相反应合成法的工艺及其特点。

凝胶-固相法制备铁氧体吸收剂工艺研究

凝胶-固相法是一种新型的多组元功能陶瓷粉体合成技术,本文用该工艺制备了铁氧体吸收剂粉体,对工艺中凝胶过程的工艺参数进行了研究,并考察了在不同温度煅烧后铁氧体吸收剂粉体的微观结构及其在X波段复数磁导率,研究表明粉体磁导率的实部和虚部均随着W相含量的提高而提高,1200～1300℃煅烧后粉体主晶相为W相,此时粉体的复数磁导率比较理想,微波反射率测试也表明该粉体具有较好的吸波性能.

新型碳纤维点阵复合材料技术研究

为了制备新型轻质高强材料,研究了满足拉伸主导型设计和临界细长比限制的点阵材料构形特征。针对碳纤维复合材料特点,开发了三维穿插编织工艺,在此基础上设计制备了碳纤维点阵复合夹层梁结构。对比蜂窝和碳泡沫材料分析点阵夹层结构的基本力学性能。研究表明点阵夹层结构具备整体成型、不发生层间脱胶破坏、比刚度和比强度高等优点,是一种很有前景的新型航空航天材料。

低温固化高性能复合材料技术

主要综述了低温固化高性能环氧复合材料技术和低温固化耐高温复合材料技术的发展及其应用现状。对于低温固化环氧复合材料,主要介绍了环氧复合材料的低温固化剂技术、低温固化环氧复合材料固化特性、力学性能和低温固化环氧复合材料的应用等。对于低温固化耐高温复合材料,主要介绍了可在高温环境下长期使用的低温固化聚酰亚胺复合材料。

z-pin增韧复合材料层合板低速冲击损伤过程研究

从z-pin增韧复合材料层合板低速冲击实验出发,考虑了复合材料层合板在受低速冲击时的分层及基体开裂等四种损伤形式,引入适当的损伤判据,对T300/3234碳纤维树脂基复合材料层合板的低速冲击损伤过程进行有限元模拟。结果表明,采用碳纤维钉z-pin增韧使得冲击后层间分层区域面积减小50%左右,有限元结果与实验数据吻合。

含电路模拟结构吸波复合材料

研究了电路模拟结构材质、电路模拟结构尺寸、介质层电磁参数等对电阻渐变型和"陷阱"式结构吸波复合材料的吸波性能和力学性能的影响。结果表明:通过合理的结构设计,在其它条件相同的情况下含电路模拟结构电阻渐变吸波复合材料的吸波性能在8～18GHz范围内有3～5dB的提高;含电路模拟结构"陷阱"式吸波复合材料在厚度≤4mm条件下,实现了吸波性能在8～18GHz频率范围内吸收率≥12dB。在提高吸波复合材料吸波性能的同时,电路模拟结构的引入使复合材料力学性能有一定的提高,有利于实现吸波复合材料的吸波/承载一体化。

格栅结构吸波性能探索研究

探索研究了格栅结构作为吸波结构的可能性,利用F loquet定理分析格栅结构传播电磁波的特性,通过传输线和等效电路法设计格栅结构,为展宽吸波频带和提高吸波性能,将电路屏引入格栅结构,结果表明当电路屏与格栅结构匹配时,含有电路屏的格栅结构在8~18GHz内反射率≤-5dB,在频率点为16.4GHz时最大峰值为-24.4dB。

含电路模拟结构吸波复合材料力学性能研究

研究了填充吸收剂、加入金属、纤维电路屏对吸波复合材料力学性能的影响,测试了含电路模拟结构吸波复合材料在室温和80℃下的弯曲强度、弯曲模量、压缩强度、压缩模量及剪切强度的变化。研究结果表明,通过合理的结构设计,在提高吸波复合材料吸波性能的同时,能够有效地提高吸波复合材料体系的力学性能,使吸波复合材料的吸波 承载一体化得以实现。

水基凝胶注模法制备稳定氧化锆坯体的研究

采用水基凝胶注模法制备稳定氧化锆坯体 ,测试其气孔分布 ,并与干压成型法制备的坯体在密度、强度和形貌上进行比较。结果表明 ,水基凝胶注模法制备的坯体微观结构较为均匀 ,气孔分布范围较窄 ,颗粒分布好 ,团聚少 ,坯体强度和密度较干压法高。随固相体积分数的增加 ,水基凝胶注模法坯体密度逐渐增加 ,但强度逐渐降低。

含电路模拟结构陷阱式吸波复合材料研究

研究了电路屏材质、电路屏尺寸、介质层电磁参数等对"陷阱"式结构吸波复合材料吸波性能的影响,总结了改变参数后吸波性能的变化规律。研究结果表明:通过合理的结构设计,使得吸波复合材料的吸波/承载综合性能得以提高。

复合材料格栅结构单元力学性能预测

采用商业有限元软件MSC.Nastran,运用简单的Shell单元对复合材料格栅结构蒙皮和加强筋进行模拟,预测复合材料格栅结构名义纵向拉伸强度/模量,弯曲强度/模量。计算结果表明,随着复合材料格栅中肋高度的增加,名义弯曲强度/模量和拉伸强度/模量均有下降趋势。

水基凝胶注YSZ固体电解质薄膜干燥过程研究

用水基凝胶注法制备出YSZ固体电解质薄膜 ,研究了温度、湿度和坯体厚度对干燥过程的影响规律。结果表明温度和湿度对干燥失重速率的影响比坯体厚度的影响大 ,温度越高 ,湿度越小 ,坯体厚度越小 ,YSZ薄膜失重速率越大。同时利用物理机制对干燥过程进行了解释 ,验证了YSZ薄膜的干燥过程分为明显的三个阶段 ,而且第一阶段干燥速率明显高于第二、第三阶段的干燥速率 ,第三阶段干燥速率受外界条件影响相对较小。对于厚度为 0 1mm的YSZ薄膜 ,选择 40℃和RH =60 %的干燥工艺 ,效果最佳。