增强纤维对连续纤维增强铝基复合材料界面和力学性能的影响

选用M40J碳纤维、KD-Ⅱ型碳化硅纤维和Nextel610型氧化铝纤维为增强体材料,采用真空压力浸渗法制备纤维单向排布,基体合金为ZL301的连续纤维增强铝基复合材料,研究增强纤维对复合材料致密度、界面及力学性能的影响。结果表明:增强纤维对复合材料的致密度有着明显影响,Cf/Al复合材料的致密度最大,达到99.9%,密度最小,仅为2.248g/cm^3,且其纤维排布均匀,组织缺陷最少;不同增强纤维与基体会发生不同程度的界面反应,最后表现为不同的纤维损伤程度,界面层厚度和界面相的大小,Al2O3f/Al复合材料未发现明显界面层,SiCf/Al复合材料和Cf/Al复合材料的界面层厚度分别为275.3 nm和327.4 nm,界面上都发现有短棒状的Al4C3相;SiCf/Al,Cf/Al和Al2O3f/Al复合材料的拉伸强度分别为780.3 MPa,670.2 MPa和587 MPa,组织缺陷、纤维损伤和界面结合强度是影响复合材料强度的主要因素。

连续纤维增强的金属基复合材料部件在航空涡扇发动机上的应用

连续纤维增强MMC在航空涡扇发动机部件上的应用,不仅是复合材料本身发展的需要,更是航空涡扇发动机增推减质的需要。MMC,特别是钛基和钛铝基复合材料已经成为航空发动机技术先进国家在航空涡扇发动机中低温部件上广泛探索研究的结构材料。随着材料制备和加工技术的发展和成熟,MMC的性能将得到不断提高,相信在航空涡扇发动机部件的应用将在不久的未来能够实现。

基于蜻蜓翅脉结构的连续碳纤维增强树脂基复合材料仿生设计与增材制造

以具有轻质高强优异性能的蜻蜓翅脉结构为设计灵感,在分析翅脉网格结构抗冲击原理的基础上,设计了传统和仿生两类对比结构。采用熔融挤出3D打印机成功制备了具有不同结构的连续碳纤维增强聚乳酸复合材料试样,并对不同结构复合材料试样的拉伸性能和抗冲击性能进行了测试和对比分析。研究分析结果表明:由于拉伸力方向上的连续碳纤维含量相对较少,限制了仿生结构复合材料抗拉强度的提高,但仿生结构的平均抗拉强度为传统结构的1.18倍;当仿生结构复合材料试样受到冲击力时,其内部六边形结构的连接角度会发生变化,从而极大消耗冲击能量,同时具有六边形网格结构的连续碳纤维可以有效阻碍裂纹的扩展,因此仿生结构的平均冲击韧性可以达到传统结构的2.46倍;仿生蜻蜓翅脉结构可以显著提高增材制造复合材料的综合力学性能,且对于抗冲击性能的提高具体突出效果。连续碳纤维增强树脂基复合材料的有效可行的仿生蜻蜓翅脉结构设计和增材制造,可极大扩展其在高冲击载荷领域中的相应应用。

SiC纤维增强钛基复合材料空心结构成形研究

采用箔材刻槽法制备连续纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti)面板,通过分析不同复合工艺参数条件下的纤维/基体界面和基体微观组织,获得了优化的制备工艺:925℃/100 MPa/1 h.利用SiCf/Ti复合材料沿垂直纤维方向具有大变形的能力,将超塑成形/扩散连接技术(SPF/DB)与SiCf/Ti复合材料的复合技术相结合,经过热压复合、热成形、超塑成形3个工艺过程,制备了SiCf/Ti复合材料的空心结构,并对空心结构件进行了微观组织分析,验证了工艺的可行性.

热塑性树脂基连续纤维复合型材及其制备方法

本发明涉及一种热塑性树脂基连续纤维复合型材，其组成（以重量计）为热塑性树脂70%～75％、玻璃纤维24％～27％、增韧剂1％～3％。本发明还涉及该复合型材的制备方法，包括造粒和真空热定型工艺。利用本发明工艺制造的复合型材具有成本较低、表面平整光洁等特点。

热塑性树脂基连续纤维复合型材及其制备方法

本发明涉及一种热塑性树脂基连续纤维复合型材，其组成（以重量计）为热塑性树脂70～75％、玻璃纤维24-27％、增韧剂1～3％。本发明还涉及该复合型材的制备方法，包括造粒和真空热定型工艺。利用本发明工艺制造的复合型材具有成本较低、表面平整光洁等特点。

我国玻纤增强基材的发展

连续玻璃纤维主要用作塑料增强基材,本文讨论涉及到的增强基材范围包括:各种增强热固性塑料和增强热塑性塑料以及增强电子电器用层压绝缘材料的玻璃纤维基材,不包括玻纤制品直接或经涂覆而使用的基材.

(Al_2O_3)_f/Al复合材料在强界面结合下的疲劳损伤模式

在拉-拉载荷下测定了(Al2O3)f/Al复合材料的疲劳寿命(S-N)曲线。通过夭折试验以及SEM疲劳断口和纵截面组织结构分析,研究了复合材料的疲劳损伤模式。研究结果表明,(Al2O3)f/Al复合材料的疲劳极限为750MPa,远高于SCS-6碳化硅纤维增强钛基复合材料。该复合材料兼有钛基和树脂基纤维复合材料疲劳损伤的特点,高应力下由单个裂纹的起源和生长导致复合材料的失效;低应力下,疲劳损伤模式包括纤维劈裂、众多基体裂纹和单个基体裂纹的横向扩展。其中纤维劈裂是主控机制。其更高的疲劳极限可归因于低应力下纤维的纵向劈裂。

基于Deform-2D的连续钢丝增强铝基复合棒料挤压流变规律

设计了一种连续纤维增强铝基复合圆棒的挤压模具,基于Deform-2D软件对其挤压全过程进行二维数值仿真,研究了复合型材挤压过程中材料的流变规律和挤压焊合路径上各物理场的分布特征,并通过挤压实验获得了连续钢丝增强的铝基复合圆棒。研究结果表明,钢丝上的应力集中是由焊合室内的三向压应力和坯料的流速不均造成的。在复合型材挤压过程中,钢丝与铝基体间的结合首先依赖于焊合室内的焊合压力,随后其在模口外的粘结作用主要取决于挤压温度。在焊合路径上,较高的挤压温度、焊合压力、应变和应变速率均有利于型材焊缝及其界面的焊合。在挤压过程中,铝基体的流动受到纤维的影响,同时也对纤维的嵌入位置和受力状态产生一定影响。

铝纤维无纺表面薄毡

英国Lantor公司已决定生产用于制造传导材料的一种铝纤维无纺表面薄毡,名为Lantorine。该材料特别适用于需要高速传导电、热、电磁的传导层的玻璃纤维增强塑料。 该材料由纯铝纤维无规律地定位排列在有机基材上组合构成的。把它加入玻璃纤维增强塑料结构中,可以用来做卫星地面雷达天线、广播通讯的定向天线、视步信号显示部件、微信息处理机,电缆、电力线、航空和汽车电磁干扰屏蔽元件、假目标、气象气球及特殊应用的雷达吸收材料。