碳布增强聚芳基乙炔新型防热材料

本文研究了新型高碳聚芳基乙炔树脂（ＰＡＡ） 的成碳率及其碳布增强防热材料（２ＤＣ／ＰＡＡ） 成型工艺，对复合材料的性能进行了表征。结果表明，聚芳基乙炔树脂的成碳率高于酚醛树脂， Ｃ／ＰＡＡ 材料烧蚀性能优异，氧－ 乙炔线烧蚀率０ ．００４ ｍ ｍ／ｓ ；但材料机械性能较低，剪切强度仅为５ ．８ ＭＰａ 。

碳布增强木质层合板的有限元渐进损伤分析

为了提高复合材料的性能,以碳布增强木质层合板为样板,建立了有限元渐进损伤分析模型.采用Hashin失效准则和BK失效准则作为失效判断依据,并采用退化方法进行了试验分析.利用ABAQUS/Explicit软件进行参数化建模,并对层合板在低速冲击作用下的损伤进行预测分析.结果表明,与0铺层型层合板的分层面积相比,碳布增强型木质层合板的分层面积约减小了50%.冲击接触力的试验值和计算值吻合良好,验证了退化模型的可行性与有限元模型的有效性.

海军舰炮弹药用碳布增强环氧复合材料热老化寿命预测

研究了热老化对海军舰炮弹药用碳布增强环氧复合材料力学性能的影响,并利用回归分析方法对复合材料热老化寿命进行了预测。结果表明,碳布增强环氧复合材料分别在温度110,120,130,140℃热空气条件下老化2 000 h,材料的各项力学性能总体呈下降趋势,但降幅很小,甚至在整个试验过程中会出现性能升高的情况,说明材料具有优异的力学性能。以90%作为材料失效判据点,碳布增强环氧树脂基复合材料常温贮存条件下贮存寿命为20年。

ZnO纳米棒/碳布多尺度增强酚醛树脂复合材料的制备与性能研究

采用新颖的水热电泳法在碳布表面生长ZnO纳米棒,制备出ZnO纳米棒/碳布多尺度增强体,与传统水热法相比,有效地缩短了ZnO纳米棒的生长时间。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对ZnO纳米棒/碳布多尺度增强体的结构特征、微观形貌进行表征。探索了不同电泳时间(15、30、45、60 min)对碳布增强复合材料的湿式摩擦性能和拉伸性能的影响规律。结果表明,ZnO纳米棒/碳布多尺度增强体有效提高了复合材料的摩擦磨损性能和拉伸性能,归因于多尺度增强体与树脂基体之间形成良好的界面结合。当电泳30 min时,复合材料表现出最高且稳定的摩擦系数,与原始碳布复合材料相比磨损率降低了55.40%。复合材料的拉伸强度为133.74 MPa,与原始复合材料相比提高了30.10%。因此,水热电泳法在制备碳布多尺度增强的复合材料方面具有广阔的应用前景。

SiC微粉含量对先驱体转化制备碳纤维布增强碳化硅复合材料性能的影响

以聚碳硅烷(PCS)、二乙烯基苯(DVB)和SiC微粉为原料制备了碳纤维布增强碳化硅复合材料,考察了SiC微粉含量对材料结构与性能的影响。实验表明,SiC微粉含量过低,材料内部存在大的孔洞,容易造成应力集中,导致材料的力学性能较差;而当SiC微粉含量较高时,在制备过程中微粉对碳纤维机械损伤加大,同样导致材料力学性能下降。当SiC微粉含量为30%(质量分数)时,所制备的材料的力学性能较好,其弯曲强度和拉伸强度分别为246.4MPa和72.5MPa。

碳布/环氧树脂复合材料层合板在升温过程中的电阻变化

通过对升温过程中[0/90]、[0/90/±45]、[±45]等不同铺层方式碳布增强环氧树脂复合材料电阻变化规律的研究表明:在-50℃～160℃温度范围内,不同铺层方式复合材料的电阻均逐渐下降,复合材料电阻表现出负温度系数效应。其中,[0/90/±45]8复合材料电阻下降幅度最大,降幅为9.59%。在-50℃～-20℃、-20℃～130℃1、30℃～160℃等不同温度区间,随着温度升高,复合材料电阻下降速率不同。其中,在-20℃～130℃区间,复合材料电阻下降速率最大。

碳/酚醛结构材料的研究

研制出的碳布增强硼酚醛材料力学性能优异 ,剪切强度高达 34 .7MPa ,压缩强度达 2 70MPa ,比一般碳 /钡酚醛材料提高 30 %～ 70 % ;接近柔性接头非金属增强件碳 /环氧材料水平 ,达到柔性接头非金属增强件材料的指标要求 ,有望替代现有碳 /环氧材料。由于抗烧蚀性能优于碳 /环氧材料 ,使非金属增强件热防护能力提高。

CFRP布加固圆形木梁抗弯性能的试验

对在实际工程中已经受损的木梁加固后的结构性能进行研究.通过对8根圆形木梁进行静力试验,研究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布加固受损木梁的抗弯性能,包括破坏特性、极限荷载、刚度、截面应变等结构性能.试验结果表明,CFRP布加固受损木梁具有良好的效果,能够有效提高木梁的承载力和刚度.研究结论对碳纤维工程加固的应用具有一定的参考价值.

预应力CFRP布加固低强度混凝土方柱的力学性能

为了研究预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)布加固低强度混凝土轴心受压柱的力学性能,按截面配筋率不同设计制作了3组12根混凝土方形截面柱,混凝土强度均为C20,每组包括3根利用预应力CFRP布加固的混凝土柱和1根未加固的普通混凝土柱。通过对每组柱的静载试验,得到了试验柱极限承载力、轴向位移等试验数据,并利用有限元软件ANSYS建立了分析模型,对预应力CFRP布加固低强度混凝土柱进行了研究。结果表明:预应力CFRP布加固的混凝土柱在纵向受力钢筋屈服后,预应力CFRP布对混凝土的环向预压作用能够明显提高加固柱的极限承载力,且承载力提高幅度受截面配筋率及CFRP布张拉控制应力影响;对于配筋率较低的混凝土柱,利用预应力CFRP布加固后柱的承载力提高幅度随CFRP布预拉应力的提高而增大;同时能够明显提高混凝土的极限压应变,增大加固柱的轴向变形;采用预应力CFRP布加固技术能够使CFRP布较早地参与受力,充分发挥其高强度特性。

CFRP布约束混凝土矩形短柱轴压性能的非线性有限元分析

采用通用有限元软件Abaqus,对轴心受压状态下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced ploymer,CFRP)布约束的混凝土矩形短柱的力学性能进行分析.计算结果与实验结果吻合较好,表明建立的有限元模型能够较好地模拟CFRP布约束的混凝土矩形短柱的轴压受力变形全过程.最后,探讨了CFRP布层数、倒角半径、截面长宽比和混凝土强度对约束混凝土强度的影响.

CFRP布持载加固高强混凝土偏压柱受力性能

为了检验碳纤维增强复合材料(CFRP)布持载加固高强混凝土偏压柱的有效性,对8根CFRP布加固高强混凝土方柱进行了持载偏心受压试验,研究了持载加固后高强混凝土方柱在不同偏心距、加固方式及持载水平作用下的破坏特征和受力性能,并对外包CFRP布的横向应变、柱截面应变、侧向挠度以及极限承载力进行了分析。结果表明:CFRP布持载加固高强混凝土偏压柱是有明显效果的,其承载力和延性都有了一定程度的提高;随着偏心距和持载值的增大,加固效果逐渐减弱,CFRP布用量的减小也会使加固效果减弱。

CFRP布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为能够合理粘贴CFRP布、有效提高钢筋混凝土梁的抗弯承载能力,开展了CFRP布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,并比较了三种加固方案的加固效果。结果表明:增加CFRP布的粘贴片数不能持续提高抗弯承载力;在梁体两侧粘贴CFRP布综合加固效果更佳;梁间间断设CFRP的U型箍可以减缓纵向CFRP布与混凝土间的界面剥离。

熔盐堆石墨控制棒套管碳纤维布增强工艺及性能研究

在熔盐堆中需要设置控制棒套管,以实现控制棒在反应堆中的自由升降。石墨是理想的控制棒套管材料,但石墨强度与韧性不足,是其作为熔盐堆控制棒套管需要解决的主要问题。首先,在真空环境下用先驱体溶液预浸渍碳纤维布,并将其以一定的张力缠绕在石墨管上。其次,通过先驱体浸渍裂解工艺多次循环压力浸渍、固化、碳化制备不同增密次数和缠绕层数的样品。然后,对碳纤维布增强石墨管材样品和参照样品进行力学性能测试。最后,对测试损伤样品进行微观结构、失效方式分析,进而优化制备工艺以提升材料性能。结果表明:采用碳纤维布缠绕工艺以及先驱体浸渍裂解法可以很大程度上克服石墨管的强度及韧性不足的缺点,有望用于熔盐堆控制套管的制备。

平纹编织C/SiC复合材料的断裂韧性(英文)

采用紧凑拉伸试件进行循环加载,研究了化学气相渗透工艺制备的二维平纹编织碳布增强碳化硅(C/SiC)复合材料的断裂韧性。基于实验结果,应变能释放率可分为弹性应变能释放率和不可逆应变能释放率,分别分析了弹性应变能释放率和不可逆应变能释放率随裂纹扩展的变化规律。发现在裂纹扩展初始阶段,裂纹分叉引起不可逆应变能释放率远高于弹性应变能释放率。随裂纹进一步扩展,不可逆应变能释放率迅速下降;最终两部分能量释放率都达到相近的平稳值,且不可逆应变能释放率大于弹性应变能释放率。对试件断裂表面进行扫描电镜分析,发现在裂纹尖端区域基体主要是剪切损伤,纤维具有很长的拔出长度。

一种聚酰亚胺复合材料制件的剖析

用发射光谱ES、广角X射线衍射WAXD、红外光谱IR、核磁共振NMR和质谱MS等分析方法对某一种聚酰亚胺复合材料制件的结构进行了剖析。结果该制件为碳布增强的聚酰亚胺复合材料 ,该聚酰亚胺是由 2 ,2 [( 3 ,3’ ,4,4’ -四羧基 )二苯基 ]三氟丙烷二酐 6FDA和对苯二胺PPD聚合而成。氟元素定量分析结果 ,碳布含量为 3 4 %。

海水环境下碳纤维增强复合材料加固预损伤钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固预损伤钢筋混凝土梁及经海水腐蚀的CFRP加固预损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,对比研究了海水侵蚀对试验梁破坏形态、裂缝开展情况、应变发展及抗弯承载力等的影响规律。试验结果表明,采用CFRP对机械损伤钢筋混凝土梁进行加固处理,可以有效地提高其抗弯承载力和刚度,约束裂缝的开展。随着海水腐蚀时间的延长,CFRP加固损伤梁的各方面性能受到明显的影响,但仍具有较为可靠的加固效果,且混凝土应变符合平截面假定的条件。