卫星构件用M40J/BA204复合材料性能

针对卫星构件的不同需求,开发了一种芳香胺固化的环氧树脂BA204。研究了无溶剂及溶剂法成型的M40J/BA204复合材料力学、真空放气性能和管件在模拟温度交变条件下的性能变化情况。结果表明:两种方法制备的复合材料力学性能均能满足卫星构件要求,无溶剂法制备的复合材料力学性能优于溶剂法。采用无溶剂法制备的M40J/BA204复合材料其真空质损率为0.23%,可收集挥发性凝聚物为0.009%;复合材料管件经200次热循环冲击后力学性能变化不大,表明M40J/BA204复合材料具有良好的热稳定性。

高性能M40J/BADCy复合材料的研究

对E51环氧树脂改性双酚A型氰酸酯(BADCy)体系的力学性能及热性能进行了研究,发现当E51环氧树脂的质量含量为5%时,改性体系的弯曲强度和冲击强度分别由原来的95 6MPa和9 24kJ/m2提高到了117 8MPa和12 6kJ/m2,而热变形温度仅下降8℃。以该改性体系为基体制作的M40J复合材料,其弯曲强度、模量和剪切强度分别高达:1270MPa,172GPa,68 9MPa。消泡剂BYK141能提高M40J/BADCy复合材料的力学性能,层间剪切强度可提高到77 1MPa。M40J/BADCy复合材料还具有良好的耐环境能力,是一种理想的航空航天结构材料。

M40J/EC复合材料力学性能研究

用湿法缠绕技术制作了Ｍ４０Ｊ／ＥＣ 预浸料，对热压罐固化的Ｍ４０Ｊ／ＥＣ 复合材料的室温、高温干态和湿态力学性能进行了研究。与Ｍ４０／４２１１ 复合材料相比，Ｍ４０Ｊ／ＥＣ 复合材料的各项力学性能均有很大程度的提高，并具有优异的耐湿热性能，在１３０ ℃干态和湿态下，其弯曲强度、模量和层剪剪切强度的保持率较高。

M40J/EC复合材料的温湿效应

用湿法缠绕技术制作了高模量、高强度石墨纤维增强高韧性低吸湿环氧树脂(M40J/EC)预浸料,对热压罐固化的M40J/EC复合材料的室温、高温干态和湿态力学性能进行了研究。与高模量石墨纤维/酚醛环氧树脂(M40/4211)复合材料相比,M40J/EC复合材料的各项力学性能均有很大程度的提高,且有优异的耐湿热性能,在130℃干、湿态下,其弯曲强度、弯曲弹性模量和层间剪切强度的保持率较高。

ZnO晶须改性石墨纤维/双酚A二氰酸酯复合材料

为改善石墨纤维/双酚A二氰酸酯(M40J/BADCy)复合材料的层间剪切强度, 采用立体四针状ZnO晶须对M40J/BADCy复合材料进行增强。红外光谱及凝胶实验研究表明, ZnO晶须对BADCy的固化反应有催化作用, 使BADCy/E51树脂体系的后固化温度由200℃降为180℃。力学性能测试表明, 未处理的ZnO晶须因与BADCy基体粘结不好, 仅使M40J/BADCy复合材料的弯曲模量有所提高。经KH560 处理的ZnO 晶须对M40J/BADCy复合材料的层间剪切强度提高明显, ZnO晶须含量为10%时, 增强效果最佳, 使M40J/BADCy复合材料的层间剪切强度由原来的77 6 MPa 提高到91 2 MPa, 弯曲模量由原来的178 9 GPa 提高到207 4GPa, 而弯曲强度变化不大。SEM研究表明, 立体结构的晶须能很好地分散于M40J/BADCy复合材料层间, 依靠晶须的层间“钉扎”提高复合材料的层间剪切强度。

中国M40J高性能碳纤维进入稳定生产阶段

一根仅有头发丝1/10粗细的高性能碳纤维,其拉伸强度竟达到4800 MPa,相当于4.8万倍的大气压。专家介绍,＂高性能碳纤维国产化时代＂已经到来。中国航天科工集团公司二院二部主任设计师辛玲19日接受记者采访时说,＂国产M40J碳纤维工程化研制及应用＂一条龙项目取得重要进展,突破了稳定化制备、碳纤维表面处理等关键技术,已有国内企业建成百吨级M40J高性能碳纤维生产线。

内外部缺口对三维正交M40J/Al复合材料力学性能的影响

以ZL301合金为基体,预制体以M40J碳纤维为原材料编织成三维正交结构,通过真空压力浸渗法制备了纤维体积分数为50%的三维正交M40J/Al复合材料,通过SEM分析了微观组织和断口形貌,研究了缺口位置对三维正交M40J/Al复合材料经向力学性能的影响,并探讨了失效机理。结果表明,室温下含V形缺口、矩形缺口、中心圆孔缺口的复合材料抗拉强度分别为690.7、667.0、314.2 MPa,较无缺口试样(761.0 MPa)分别下降了9.24%、12.35%、58.71%。相比于外部缺口,内部缺口对三维正交编织结构M40J/Al复合材料力学性能影响最大。含中心圆孔缺口的复合材料断裂位置集中在缺口处,对中心圆孔缺口非常敏感,与另外3种类型的复合材料相比,其抗拉强度最低。

适用于热熔法制备预浸料的氰酸酯树脂的制备

为改进纤维增强氰酸酯树脂基复合材料的制备工艺,研制了一种适用热熔法制备预浸料的氰酸酯树脂体系。以旋转黏度计确定了适用热熔法浸渍纤维的树脂黏度为1.5Pa.s/80℃、最佳加工温度为(90±2)℃、工艺适用期为2h。利用DSC及哈克流变仪确定了树脂的固化工艺、纤维增强树脂基复合材料的制备工艺等。结果表明此树脂体系具有良好的热熔加工性能,适宜的工艺适用期,树脂体系在-10℃下贮存6个月后,树脂黏度基本保持不变,应用热熔浸渍法制备的M40J碳纤维/氰酸酯复合材料,具有优异的力学性能,拉伸强度和模量分别为2037MPa和226GPa,弯曲强度和模量分别为1580MPa和217GPa。