整体化“E”形复合材料框成型工艺设计

随着航空先进复合材料应用愈发广泛,复合材料零件的形式逐渐增多,应用也愈发广泛,框是飞机的重要组成部分,常用作机身隔框或其他骨架零件,其直接影响着飞机的外形准确度和结构承载能力,“E”形复合材料框的巧妙设计和尝试提高了复合材料框的整体化水平,避免了金属框类零件难加工、疲劳性差等缺点,分析此“E”形复合材料框零件的结构特点,基于真空袋-热压罐成型方法,阐述了该类零件成型的工艺难点和关键控制点,巧妙设计成型工装方案,严格控制工艺操作流程,制造出内部质量好、外形尺寸精准、外观良好的复合材料“E”形框零件。

低孔隙率真空袋压预浸料工艺研究

采用恒神自研的TF2218树脂搭配恒神自研的HF30B(T700级)碳纤维制备出低孔隙率真空袋压预浸料,并对其含浸工艺和固化工艺进行研究。研究发现,在满足预浸料铺贴工艺性的前提下,预浸料含浸程度越低,最终制件的孔隙率越小,力学性能越高,与低含浸度相比,高含浸度制件力学性能下降了12%左右;同时固化时导气材料的存在能够对制件质量和力学性能产生一定帮助,导气材料的存在使得力学性能提高了4%左右。

成型压力对5428VB/T700复合材料微观结构与性能的影响

5428VB/T700预浸料适于真空成型高性能复合材料。为了进一步提高该类材料的通用性,本工作采用热压罐法成型5428VB/T700复合材料,研究了加压时机、施加压力大小等对复合材料基本力学性能的影响,采用超声扫描、微观结构分析等对复合材料板材质量进行了分析,并和相应的真空成型5428VB/T700复合材料进行了比较。结果表明,在130℃/1h前施加0.3-0.6MPa的压力,5428VB/T700复合材料的短梁剪切强度相对于真空压力成型体系有较明显降低,但随压力的增大有增加趋势;在130℃/1.5-2.0h施加0.3-0.6MPa压力时,5428VB/T700复合材料的基本力学性能相对于130℃/1h前施加压力的体系有较明显提高,并随压力的增大有增加趋势,当施加的压力达到0.6MPa以上时,复合材料的基本力学性能和质量优于相应的真空压力成型复合材料体系。分析了复合材料成型过程中的气泡运动历程以及孔隙的形成原因等。

消泡剂对真空压力成型复合材料质量与性能的影响

分析了消泡剂移除树脂体系中气泡的原理,研究了消泡剂BYK-A560对真空压力成型VB-90/T700复合材料质量和性能的影响。结果表明:消泡剂BYK-A560的加入显著降低了复合材料层压板的孔隙率,改善了复合材料层压板的质量,提高了复合材料的基本力学性能。消泡剂对复合材料耐热性影响不大,真空压力成型的BYK-A560改性VB-90/T700复合材料的长期使用温度可以达到90℃。

低温真空压力成型树脂体系研制

根据低温低压固化树脂体系的要求,采用设计合成的固化剂、改性剂和普通环氧树脂通过浆料混合技术配制了低温真空压力成型树脂体系,研究了树脂体系的流变特性和固化特性。采用热熔技术成功地制备了连续碳纤维预浸料,预浸料粘性和铺覆性良好,室温储存期为2周以上。对复合材料体系的固化工艺和后处理工艺进行了优化,获得了综合性能良好的低温真空压力成型 LTVB-01/T700SC复合材料体系。

低成本大口径碳纤维复合材料天线反射面制造及应用

通过对室温固化环氧树脂/碳纤维体系材料的选择和成型工艺的研究,采用室温湿法固化和真空袋压相结合的成型工艺成功制造出大口径碳纤维复合材料天线反射面,其成本较中温固化成型降低50%以上。该反射面已用于口径1.2m的车载抛物面天线,满足Ka及Ka以下频率的使用要求。

碳纤维/乙烯基树脂预浸料双真空袋成型工艺研究

本文使用乙烯基树脂预浸料以双真空袋成型工艺制备复合材料,研究了阶梯固化制度对制品力学性能及孔隙率的影响,当固化工艺为100℃/3 h+140℃/4 h,且在固化前期维持内层袋膜真空度为-0.075 MPa 2 h时,成型4 mm厚层合板力学性能最好,孔隙率最低为0.45%,成型10 mm厚层合板时,孔隙率为1.75%,也小于2%,证明了该工艺成型厚板的可行性。

真空袋成型复合材料体系固化动力学及性能研究

对真空成型复合材料树脂基体VB-90进行了固化动力学研究,获得了树脂的固化动力学方程,并进行了试验验证,结果表明:所获得的固化动力学方程能够很好的描述树脂的固化行为,为复合材料的工艺优化研究提供了理论依据;考察了真空成型工艺下VB-90/T700复合材料的性能,结果表明:真空袋成型复合材料孔隙率低于1%,常温层间剪切强度达到76.5MPa,90℃湿态条件下层间剪切强度和弯曲强度保持率均在55%以上,该复合材料可以满足90℃温度下长期使用。

配制方法对真空成型5428VB双马树脂固化特性的影响

研究了浆料混合法配制的真空成型5428VB双马树脂的固化动力学和粘温特性,并与传统热熔法配制的树脂体系进行了比较分析。结果表明:浆料混合法和传统热熔法配制5428VB树脂的反应级数和反应活化能等固化动力学参数基本一致,树脂配制方法的改变没有改变树脂体系的反应历程;浆料混合法配制的5428VB树脂具有良好的粘性,室温储存期可以达到3个月,而传统热熔法配制的5428VB树脂的室温储存期只有1个月,无粘性;传统热熔法和浆料法配制的5428VB树脂浇铸体的基本力学性能和耐热性一致。

一种碳纤维/环氧预浸料的微波固化特性及其层合板的微波固化工艺研究

采用差示扫描量热法(DSC)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究一种碳纤维/环氧预浸料在微波辐射下的固化特性,并对碳纤维/环氧预浸料层合板的微波固化-真空袋成型工艺中存在的真空袋易过热破损的问题进行研究。结果表明:与热固化相比,微波固化能够明显缩短固化时间,而且不会改变最终固化产物的分子结构;碳纤维/环氧预浸料的尺寸大小对其微波固化行为有一定的影响;通过控制微波功率,可以有效地解决在碳纤维/环氧复合材料微波固化过程中存在的真空袋过热破损的问题,且微波固化可获得固化时间控制在60min左右、固化度达95%以上的碳纤维/环氧复合材料层合板,微波固化时间比传统热固化(固化时间大于2h)缩短了一半以上。

ACTECH■1203树脂体系固化动力学及其复合材料真空成型工艺研究

采用非等温差示扫描量热法(DSC)对一种通用航空低成本复合材料用环氧树脂体系(ACTECH■1203)进行了固化动力学研究。基于不同升温速率下的测试结果,建立了ACTECH■1203树脂体系的n级动力学模型,并对反应活化能(Eα)进行验证。结合树脂的流变性能和固化过程中的介电黏度变化确定了通用航空低成本预浸料复合材料真空袋成型最佳固化工艺参数。结果表明:设定的固化参数成型的复合材料其孔隙率小于1%,力学性能优异。

碳纳米管膜用于碳纤维增强树脂基复合材料的电热固化技术

为探索碳纳米管膜用于树脂基复合材料电热固化成型的工艺适用范围和应用前景,以CCF800H/EC120A碳纤维增强环氧预浸料为研究对象,用柔性碳纳米管膜对其电热固化处理。为优化电热固化工艺,对比了真空电热固化和模压电热固化对复合材料内部质量、玻璃化转变温度、力学性能及微观形貌的影响,以考察真空度和外压在电热固化过程中的作用。研究结果表明,碳纳米管膜可实现快速、均匀的加热;与模压电热固化相比,碳纳米管膜真空电热固化工艺所得复材板的内部质量好,玻璃化转变温度高,力学性能更优异,表明在该预浸料的电热固化过程中,真空度比外压对复材板成型质量和性能控制的作用更显著;与传统烘箱固化方式相比,真空电热固化复材板的弯曲强度保持率为90%,弯曲模量相当,层剪性能差距较小。