纳米氧化锆/碳纤维改性环氧复合涂料的制备及其性能研究

为了提高环氧涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,延长金属的使用寿命,通过硅烷偶联剂KH560对纳米ZrO_(2)和碳纤维(Cnf)杂化,制备得到ZrO_(2)-Cnf。将原子分数1%,2%,3%和4%的ZrO_(2)和ZrO_(2)-Cnf 2种填料分别添加至环氧(EP)涂料中,通过喷涂法制备得到ZrO_(2)/EP涂层和ZrO_(2)-Cnf/EP涂层。通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、电化学测试、维氏硬度测试、摩擦磨损试验对改性填料和改性环氧复合涂料进行了表征。结果表明,改性后的填料可以充分提高环氧树脂涂层的耐腐蚀性能,当填料的含量为2%时,ZrO_(2)/EP涂层和ZrO_(2)-Cnf/EP涂层的耐腐蚀性能均最佳,磨损损失量最小;当2种填料的含量为3%时,硬度值最大,分别为32.9 HV5.0和46.6 HV5.0。

炭纤维/环氧树脂复合材料层板连续激光烧蚀数值计算

应用工程软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)编制程序,建立了复合材料瞬态温度场和烧蚀的物理数学模型,利用"杀死"单元的方法实现动边界退移的烧蚀与热传导耦合计算,从而完成了对烧蚀尺寸变化的定量描述;采用AN-SYS中处理相变的方法,通过定义材料随温度变化的焓来考虑潜热。考虑了纤维的烧蚀、树脂分解以及辐射和对流热损失,对炭纤维/环氧叠层复合材料在不同辐射时间下激光烧蚀的温度场和烧蚀率进行数值计算,并分析了烧蚀特性和烧蚀机理,计算结果与实验结果吻合较好,可为复合材料热载荷下的失效分析和抗激光加固技术设计提供理论基础。

碳纤维/环氧树脂复合材料表面激光选择性消融预处理

补片修复方法已经成为复合材料表面损伤修复的主要手段,补片与待修表面的粘接性能是影响修复效果的主要因素,表面预处理则是提高粘接修复强度的重要途径。采用Nd∶YAG激光器,对碳纤维/环氧树脂复合材料表面进行选择性激光消融处理,测试了补片粘接后的拉剪性能,分别采用电子显微镜、三维形貌仪、X射线光电子能谱分析仪、拉曼光谱仪,分析了激光消融表面的显微形貌和物相特征。结果表明,激光消融能够在不破坏碳纤维结构的情况下有效消除复合材料表面的环氧树脂,提升表面活性及粘接修复性能。与未进行激光消融处理的复合材料相比,激光处理后表面活性提高,含氧官能团C=O数量增加约87%,补片粘接修补后的拉剪强度最大提升了近36%。

耐烧蚀隔热涂层的研制

文摘采用环氧改性有机硅树脂、低温消融型填料、耐高温填料、增强剂、增韧剂及高成碳率的钡酚醛树脂粉等制备了一种耐烧蚀隔热涂层,研究了混配后涂层的耐烧蚀隔热性能。结果表明,该涂层是一种性能优良的防热涂层材料,具有良好的隔热和耐烧蚀性能,可用于火箭、导弹等飞行器的表面以及各种设备的防热保护。

环氧树脂/碳纤维吸波涂层电磁特性的实验研究

对环氧树脂/碳纤维吸波涂层的电磁特性进行了研究,包括对体系电磁参数及反射率的测量,纤维长径比、体积含量对电磁参数及吸波性能的影响,以及电磁参数与吸波性能的关联。结果表明,在8～18GHz频段内,随碳纤维长度的增大其介电常数实部与虚部值均增大,磁导率虚部值增大,吸收效果逐渐增强;随碳纤维体积含量的增加,其介电常数实部与虚部值均显著提高,吸收效果逐渐增强,吸收峰向低频方向移动。

溶胶-凝胶法Al_2O_3涂层碳纤维的制备与表征

该文研究了溶胶 -凝胶法在碳纤维表面制备氧化铝 (Al2 O3 )涂层时勃姆石溶胶浓度、涂层厚度和材料的层间剪切强度的关系 ,发现Al2 O3 涂层的厚度与勃姆石溶胶浓度基本呈线性关系 ,并且随着溶胶浓度的提高 ,涂层厚度增加 ,试样的层间剪切强度表现为先增加后下降的趋势。在勃姆石溶胶的浓度为 0 .2 7mol/L左右时 ,所得Al2 O3 涂层的厚度约为 30nm ,环氧基复合材料的层间剪切强度达到最大值。X射线光电子能谱和扫描电子显微镜分析表明 ,在碳纤维表面形成的Al2 O3 薄膜均匀、完整。

碳纤维复合材料壳体用环氧改性有机硅涂料的研制

研制了一种室温固化环氧改性有机硅树脂涂料。研究结果显示,涂料热导率为0.266W/(m.K),比热容为1.993kJ/kg.K;拉伸强度为3.15MPa;断裂伸长率为30%;并具有较好的耐烧蚀性能以及良好的附着力;该涂层短时可耐450℃的高温,并且与碳纤维/环氧复合材料之间具有良好的界面相容性;涂料采用丙酮和二甲苯作为混合溶剂,可用于碳纤维/环氧复合材料壳体表面的外热防护。

镀镍PET纤维/环氧树脂复合材料的性能

以 PET纤维经超声波化学镀镍制成的导电 PET/Ni纤维作填料 ,与环氧树脂共混 ,制得导电环氧树脂复合材料。对纤维表面镀层的形态结构及复合材料的导电性、电磁屏蔽性及力学性能进行了深入的研究。结果表明 ,填充适量 (1%～ 5 % ,质量分数 ,下同 )的纤维就可以得到导电性能良好的复合材料 ,同时也具有较好的电磁屏蔽性能 ,当纤维含量为

环氧隔热耐烧蚀涂料及酚醛树脂烧蚀现象

环氧隔热耐烧蚀涂料和酚醛树脂的线烧蚀率为负值，在-0．1～-0.04mm／s之间，质量烧蚀率在0.07g／s以下，具有耐高温抗氧化、高阻燃、防中子射线的独特功能和其他一系列优良性能。

环氧涂层处理高模量碳纤维/氰酸酯复合材料

采用表面预涂环氧E51树脂的方法制备了具有层间柔性缓冲层的M40增强双酚A型二氰酸酯(BADCy)复合材料单向板。FT-IR、SEM及力学性能分析表明,高温下(>180℃)环氧E51与BADCy反应形成柔性好且线胀系数(CTE)较低的五元噁唑烷酮环能有效地松弛复合材料界面间的层间应力。当E51处理液的浓度为10%时,M40/BADCy复合材料的层间剪切和弯曲强度分别由原来的69.8和1 080 MPa增加到78.1和1 110 MPa,提高了约12%和3%。

石棉纤维对环氧基耐烧蚀涂料性能影响研究

论述了烧蚀涂料的功能和烧蚀机理。研究了在以环氧为基体材料的烧蚀涂料中,石棉纤维的各种状态(种类,粒径,含量,纯度以及处理工艺)对烧蚀材料的耐烧蚀性能和机械性能的影响。

纤维塑料筋及环氧树脂涂层钢筋的结构性能

纤维塑料筋及环氧树脂涂层钢筋可以解决钢筋混凝土存在的钢筋锈蚀问题 ,从生产、施工、防腐性、经济性来说都是实用的。文章详细介绍纤维塑料筋及环氧树脂涂层钢筋的特点。

柔性缓冲层对T300/BADCy复合材料力学性能影响研究

为增强T300/BADCy复合材料的界面性能,用E51环氧树脂/丙酮溶液对T300纤维进行表面处理,在T300/BADCy复合材料界面处能形成柔性的口恶唑啉酮五元环缓冲层。利用红外光谱法研究环氧树脂与氰酸酯树脂的反应机理,并比较不同浓度E51环氧树脂处理液对复合材料力学性能的影响,发现经5wt%浓度的E51环氧液处理的T300/BADCy复合材料层间剪切强度提高了16%,弯曲强度提高了4%,当处理液的浓度大于5wt%时,T300/BADCy复合材料的力学性能有所下降。采用扫描电镜研究处理前、后T300/BADCy复合材料层间剪切断口形貌,发现未处理的T300/BADCy树脂复合材料断口的界面处存在明显裂纹,处理后的复合材料界面没有裂纹,且断裂主要发生在树脂基体内部。

轻质环氧树脂／镀镍碳纤维／乙炔炭黑复合导电泡沫的制备与性能

通过环氧树脂(EP)泡沫泡孔壁和泡孔框架中均匀分布的镀镍碳纤维(NCCF)和乙炔炭黑(ACET)构建有效的导电网络,成功制备了逾渗值仅为0.81%(体积分数)的EP/NCCF/ACET复合导电泡沫。采用化学镀的方法制备得到了NCCF,将NCCF和ACET分散在EP中,作为不同维度的导电填料,两者在基体中具有协同效应,利用化学发泡法制备了轻质的EP/NCCF/ACET复合导电泡沫。通过扫描电子显微镜及电性能、电磁屏蔽性能、力学性能等测试对EP复合导电泡沫进行表征。结果表明,NCCF和ACET在EP泡沫基体中均匀分散,NCCF在泡孔框架中相互搭接,ACET在NCCF间起到桥接作用,两者共同作用形成连续的导电网络。两种填料协同作用能显著提高材料的电性能和电磁屏蔽性能,电导率最高可以达到13.14 S/m,平均屏蔽效能可达到20.7 d B。同时,在一定含量范围内,NCCF的加入能够提升泡沫材料的拉伸性能。

树脂基复合材料表面隔热涂层的组织与性能研究

以碳纤维增强环氧树脂作为基体材料,设计并制备了一种轻质、环保的隔热涂层。为解决基体材料与涂层之间热膨胀系数差别大导致易于开裂的问题,同时实现具有高反射率和低热导率的目标,通过添加聚氨酯、TiO2、SiO2、Al2O3等填料制备连接层、阻隔层、反射层等三个不同功能层形成复合隔热涂层。通过优化涂层脱落时间、反射率、热导率等,得到连接层、阻隔层、反射层最优厚度分别为80、120和90μm。优化后的隔热涂层具有优异性能:涂层的反射率高达0.95,导热系数为0.048 W·m–1·K–1,隔热温差为20.1℃;耐热冲击性能良好, 190℃的最大失重率为3.7%,并在随后保持稳定;在160℃连续保温4h后表面变黄,但无明显脱落现象,同时,纳米填料颗粒保持原状态。

玄武岩纤维增强环氧复合涂层的制备及性能研究

双酚A型环氧树脂是世界上使用最广泛的环氧基聚合物涂料树脂。为了满足其更多的性能要求,对于环氧树脂填料的研究也成为了热点。与此同时,玄武岩纤维是一种新兴的绿色材料,由于其优越的性能,具有广阔的应用前景。在本工作中,制备了玄武岩纤维增强的环氧树脂复合涂层,研究玄武岩纤维添加量对环氧树脂复合涂层在碳钢表面所起的保护作用的影响。结果表明,质量分数为15%的玄武岩纤维的环氧复合涂层的耐腐蚀性能最好,其低频阻抗模值■可达到10^(10)Ω·cm^2以上,且耐磨性和稳定性好。

微波固化热控涂层在碳纤维复合材料表面的固化机理研究与应用性能验证

针对航天器碳纤维复合材料表面热控涂层快速、均匀固化的发展需求,开展了以微波固化为手段的热控涂层快速固化应用研究与验证。研究以E51-M高发射率热控涂层为研究对象,通过搭建非热效应平台配合红外监测分析了E-51环氧树脂微波辐照固化与加热固化的产物结构变化,并通过二级自催化反应动力学方程进行了固化度的计算,从而研究出了E-51环氧树脂微波辐照的固化机理。对微波固化后E51-M高发射率热控涂层进行了应用性能验证,结果表明E51-M热控涂层微波固化时间仅为3.1小时,缩短到了5%热固化时间,并且涂层热辐射性能不变,与碳纤维复合材料基材结合力性能满足航天应用指标要求。

卤水管道玻璃钢外加强的应用

四川威远气田输卤管线腐性产重。试脸用环载树漆和玻瑞丝布为涂层进行修补、继续翰卤的工艺方法,取得成功。本文介绍了该试脸的工艺计算、施工要求和取得的经济效益。

F-12纤维表面处理对复合材料壳体纤维强度转化率的影响

对 F-12 纤维表面进行聚合物涂层改性,通过 NOL 环复合材料剪切强度测试,研究不同浓度的聚合物表面处理液对复合材料层间剪切强度的影响。结果表明:F-12 纤维表面经 TDE-85/DDM 体系处理后,复合材料层间剪切强度均高于未表面处理的纤维;当刚性涂层液质量分数为 5% 时,层间剪切强度最高,比未表面处理的纤维高 50% 左右。φ150mm 容器爆破试验结果表明,F-12 纤维表面经涂层液处理后,复合材料壳体纤维强度转化率平均提高 2.3%,容器特性系数平均提高 12.5%。

海洋环境下石墨烯改性纤维增强高性能树脂复合涂层的防腐性能

环氧树脂是应用数量最多、范围最广的重防腐涂料用树脂之一。为缓解海上风电工程建设中钢管桩在飞溅区的腐蚀现象,改善环氧树脂涂层的耐候性和高温稳定性,设计了一种石墨烯改性纤维增强高性能树脂复合涂层以适应海洋飞溅区严酷的腐蚀环境,有效增加保护层厚度,提高了表面涂层的紧密度及涂层与钢材的附着力。