HT700T合金管晶界析出物研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、复相分离技术等研究HT700T合金管热暴露后的沿晶界析出物.结果表明:浸蚀条件下,晶界析出物呈团絮状,明显区别于晶内.500℃热暴露后,晶界团絮状析出物已经出现,并且数量随温度的升高而增加,至750℃左右达到峰值,之后逐步减少,至1000℃全部回溶消失.晶界析出物由富Cr相、γ′相和基体γ相构成,晶界微区γ′相体积分数高于晶内.对比观察700℃高温持久强度断裂试样的不同位置,未发现晶界析出物促进试样蠕变开裂的证据,但应力对于晶界析出物有一定促进作用.

T700复合材料层合板拉-拉疲劳性能

对T700/9368光滑板及两种孔径的含孔层合板进行了拉-拉疲劳试验,测量试件刚度随加载周期的衰减规律,并利用超声波C扫描和破坏断口分析方法,对T700复合材料的疲劳损伤机理进行分析。根据弹性模量法建立了层合板疲劳累积损伤模型,并从平均应力准则概念出发,建立了含孔层合板的疲劳累积损伤模型。将试验数据运用最小二乘法拟合后代入疲劳损伤模型,得到T700/9368光滑板及含孔板疲劳寿命的具体计算公式,应用公式预测了在不同应力水平下的层合板疲劳寿命,与试验结果的吻合良好。

国产T700S碳纤维增强复合材料压力容器的成型工艺

分别采用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对国产T700S碳纤维表面形貌及表面涂层进行了表征,通过NOL环实验对两种树脂体系进行优选,找到了一种与国产T700S碳纤维匹配性较好的树脂体系,然后设计正交试验,对影响?150 mm复合材料压力容器成型的因素设置了不同的水平,通过正交试验比较,最终确定缠绕张力为40~50 N﹑封头补强方式为碳布补强环补强﹑胶槽温度55~60℃、刮胶板和滚胶筒间隙0.15~0.20 mm、缠绕后处理方式为玻璃布带环向/螺旋向各缠绕1层时,制作的复合材料压力容器特性指数最高(37.5 km),可作为国产T700S碳纤维进一步工程化应用的参考。

T700碳纤维/环氧复合材料力学性能试验研究

本文对日本东丽、东邦公司生产的T700碳纤维的单向板力学性能进行了试验研究,提供了两种纤维复合材料的标准试验数据;对于两种碳纤维的单向板纵向拉伸性能的差异,运用材料力学方法、最弱环定理进行了分析,发现TOHO T700碳纤维/环氧单向板拉伸强度较差的原因可能来自于纤维本身和隐含缺陷较多造成;同TOHOT700碳纤维相比较,TORAY T700碳纤维较为适用于纵向拉伸要求较高的产品。通过标准试验方法对TORAY与TOHO两种T700碳纤维进行单向板压缩性能、单向板层间界面性能比较表明,两者抗压性能,界面性能相近。

湿热环境对T700/5429弯曲和面内压缩强度的影响

用热压罐法制备了单向碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基(T700/5429)复合材料层压板。在45、85℃水浴的湿热环境下,对层压板进行了90 d的浸泡,测试了浸泡前后的红外吸收光谱、吸湿率、弯曲和面内压缩强度。结果表明:浸泡90 d后树脂基体未出现新的吸收峰;其吸湿率变化是扩散行为并可用菲克扩散定律描述;其弯曲和面内压缩强度随浸泡时间的变化是非线性的,即分形的,其中弯曲强度变化的分形维数45℃时为1.10、85℃时为1.07,面内压缩强度变化的分形维数45℃时为1.04、85℃时为1.05,说明复合材料弯曲强度和面内压缩强度随浸泡时间的变化具有一定的复杂性。

T700氧化铁皮的结构及成分研究

采用将试样在不同温度下灼烧研究了T700氧化铁皮的结构。结果显示,T700氧化铁皮的成分与结构、温度密切相关,900℃以上氧化铁皮为疏松的FeO和致密的Fe3O4层;随温度的降低,Fe3O4层迅速减少,Fe3O4/FeO的厚度比值迅速减小,且两者的界限也变得模糊;氧化激活能的计算说明,Nb、Ti的存在加速了氧化进程。

活性碳纳米管对T700 CF/环氧树脂复合材料性能影响

本文通过对多壁碳纳米管进行酸化、酰氯化和氨基化处理,然后与活性稀释剂进行预反应,制备出了一种具有反应活性的碳纳米管。将0.5wt%的活性碳纳米管分散到环氧树脂中,通过湿法缠绕工艺制备出T700碳纤维/环氧树脂多尺度复合材料NOL环。实验结果表明,活性碳纳米管的加入能够显著降低树脂的表面能而对黏度影响不大;同时复合材料NOL环的拉伸强度、模量、断裂伸长率和层间剪切强度分别提高了8.9%、12.2%、1.8%和17.0%;树脂与纤维的界面黏结得到明显改善;复合材料玻璃化转变温度提高了16℃。

5428/T700复合材料的耐湿热性能

5428树脂是一种高韧性改性双马树脂,通过对5428/T700复合材料的吸湿率、不同吸湿条件下的玻璃化转变温度(Tg)及高温湿态学性能进行研究,结果表明5428/T700复合材料的饱和吸湿率仅为0.82%左右,温、湿度对其Tg的影响较小,故体系具有良好的耐湿热能力。

国产T700级碳纤维表面特性对BMI复合材料湿热性能的影响

分别采用SEM、AFM、XPS和TGA对两种国产T700碳纤维和国外东丽T700S碳纤维的表面形貌、表面化学特性以及碳纤维上浆剂耐热性进行了表征,通过纤维性能转化率的计算,考查了T700碳纤维/双马复合材料的界面粘结性能,并通过T700碳纤维/双马复合材料湿热条件处理前后的0o拉伸强度和层间剪切强度测试对复合材料的耐湿热性能进行了表征。研究发现T700碳纤维的表面粗糙度和活性官能团含量等表面特性对双马复合材料的界面粘结性能具有显著影响,进而在一定程度上影响着双马复合材料的耐湿热性能。研究结果表明:国产T700碳纤维/双马树脂复合材料的耐湿热性优于国外同类T700碳纤维双马复合材料。

T700/3234预浸料自动铺带工艺研究

通过研究自动铺带设定温度对预浸料粘性的影响以及自动铺带橡胶辊压力和带间间隙对层压板性能的影响,讨论了T700/3234单向环氧预浸料自动铺带工艺特性,确定了T700/3234的自动铺带工艺参数,满足了大型复合材料壁板类产品的制造要求。

5428/T700体系成型“T”型长桁工艺研究

针对飞行器复合材料常用蒙皮和长桁结构,利用5428/T700体系采用胶接共固化工艺整体成型了"T"型长桁。通过长桁外形、厚度及内部质量的检测,分析了工艺过程中模具选型、预吸胶工艺、结构预成型和固化组装对零件质量的影响。结果表明,模具组合方案、单向材料填充量通过与长桁结构中R角的关联影响热压罐压力传递,升温至130℃和加压0.3MPa作为5428/T700预吸胶参数能保证预浸料排胶,采用中温固化硅橡胶作为边缘封挡材料能够减少分层缺陷,5428/T700体系可用于复杂复合材料结构成型。

T700高强结构钢铸坯及成品板中夹杂物研究

利用光学显微镜及扫描电镜研究了T700铸坯及成品板中夹杂物的形态、大小及成分。结果发现,吹氩前与吹氩后相比,铸坯中各尺度的颗粒数量及颗粒尺寸均有下降,但下降量很小。对典型的显微夹杂物进行能谱分析,发现主要为硫化物、硅酸盐、镁酸盐、钛酸盐和钙酸盐等复合夹杂物,而相应成品板中夹杂物多在5μm以下,且数量不多。

T700/3234层合板力学性能的研究

研究了T700/3234层合板力学性能,T700/3234层合板铺层45°/-45°/0°/90°/0°/0°/90°/0°/-45°/45°。T700/3234中温固化环氧碳纤维单向预浸料适应于热压罐成型工艺方法。测试了23℃、60℃、80℃、100℃下,T700/3234层合板拉伸性能、压缩性能、弯曲性能、层间剪切强度及层合板的拉伸剪切强度,得出不同温度下层合板各项力学性能的保持率,表明:T700/3234复合材料使用温度不大于80℃。

活性稀释剂对T700/BMI复合材料湿热性能的影响

采用苯乙烯作二烯丙基双酚A(DABPA)改性双马来酰亚胺(BMI)树脂体系的活性稀释,以减小树脂的粘度。为研究苯乙烯的用量对炭纤维(T700)增强改性BMI树脂基复合材料湿热性能的影响,对T700/BMI复合材料的试样在70℃水中进行吸湿实验,并检测其力学性能。结果表明,随苯乙烯用量的增加,试样的吸湿率降低;其拉伸、弯曲和层间剪切等强度保持率也随之增大;但当苯乙烯在基体树脂中的摩尔百分含量超过20%之后,试样的拉伸强度会下降。

活性稀释剂对T700/BMI复合材料力学性能的影响

本文采用苯乙烯作改性BMI树脂的活性稀释剂以降低树脂粘度,并对该树脂体系进行了DSC测试和IR光谱分析。实验表明,加入苯乙烯后,树脂体系的反应活性极大提高,固化温度降低。实验还研究了苯乙烯的用量对T700/BMI复合材料力学性能的影响,结果表明,随着苯乙烯用量的增加,T700/BMI复合材料的拉伸强度、弯曲强度及层间剪切强度逐渐增大,但苯乙烯用量超过15%(W%)时,拉伸强度呈下降趋势,而弯曲强度和层间剪切强度则继续增大,直到苯乙烯用量超过25%(W%)时,才呈下降趋势。因此,苯乙烯的用量控制在15%～25%(W%)较为合适。

湿热老化对PBO/T700层间混杂复合材料力学性能的影响

分别利用材料万能试验机和DMA研究了湿热老化时间对PBO/T700层间混杂复合材料静态力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,在湿热环境下加速老化不同时间后,PBO/T700层间混杂复合材料的拉伸强度和模量、弯曲强度和模量并未发生明显变化;压缩强度和层间剪切强度均出现了一定程度的下降,最大降幅分别为14.4%和9.5%;湿热老化使得PBO/T700层间混杂复合材料的耐热性有所提高,当老化时间为30d时,混杂复合材料的T_g从127.6℃升高到136.3℃,随着老化时间进一步延长,混杂复合材料的T_g降低,E'和E″向低温方向移动,表明混杂复合材料的耐热性又开始下降。

国产T700级碳纤维及复合材料性能表征

研究了两种国产T700级碳纤维微观形貌以及相应的环氧树脂基复合材料的基本力学性能,并与日本东丽T700碳纤维进行比较。结果发现,与表面光滑的东丽T700碳纤维相比,国产碳纤维表面有颗粒附着,呈凹凸不平的形貌;国产Ⅰ型和东丽碳纤维较国产Ⅱ型碳纤维的力学性能稳定性更好,国产Ⅰ型碳纤维与东丽纤维力学性能数据相近,其中国产Ⅰ型碳纤维复合材料拉伸强度为2323MPa、拉伸弹性模量为143GPa、弯曲强度为2327MPa、弯曲弹性模量为140GPa。

DC01与WHT700T异种汽车用钢高速电阻缝焊研究

对1.8mm规格DC01及1.5mm规格WHT700T异种冷轧汽车板进行了高速电阻缝焊试验。在电流达20kA、焊速达14m/min条件下,焊缝成形良好。整个接头呈现高温压合形态,有四个区域:中间为两材料受热后再结晶(少部分为近熔化状态)区域,这个区域没有母材显微形态的痕迹,但两种材料似乎也没有发生混合;再就是各自的高温且已形变的两热影响区,母材中的带状组织在WHT700T一侧仍有明显的痕迹,在DC01一侧过热区组织则有明显的长大。接头拉伸、杯突及冷弯试验合格,接头硬度呈现不对称分布,WHT700T一侧焊缝金相组织为贝氏体。

T700/3234管件力学性能

采用压机压制工艺方法研制了T700/3234管件,对其进行了拉伸、压缩和弯曲试验。结果表明,T700/3234管件胶接长度对于拉伸试验结果影响较大,安装记忆合金环有助于提高管件的抗拉伸性能,有记忆合金环试样可承受的最大拉伸载荷较无记忆合金环试样提高10.1%;压缩性能试验单独管件与不加记忆合金的金属胶接后的管件对于压缩试验结果影响不大,记忆合金环有助于提高管件的抗压缩性能,有记忆合金环试样可承受的最大压缩载荷、压缩强度较无记忆合金环试样提高10.0%以上,但压缩模量较无记忆合金环试样无变化;有记忆合金环试样可承受的最大弯曲载荷可达20.433 kN,较无记忆合金环试样提高5.5%;为高性能碳纤维复合材料管件设计提供了依据。

T700/BA9916环氧复合材料体系适航取证研究

本文概述了民机复合材料适航背景及发展沿革,阐明了复合材料积木式适航取证方法中最基础的试样级适航取证程序,并以T700/BA9916环氧复合材料体系的适航取证研究工作来进一步说明试样级适航取证程序所涉及的具体试验内容,从而为积木式方法中更高级的复合材料适航取证奠定基础。