碳/碳化硅复合材料快速成型工艺研究

提出了一种制备连续碳纤维编织预制体增强碳化硅复合材料的快速成型技术“均热法化学气相渗透法（ＩＣＶＩ）＋浸渍裂解法”混合基体致密化工艺技术。研究表明，ＩＣＶＩ沉积温度、反应气体浓度及配比、浸渍剂配方对复合材料的微结构、性能以及制备周期影响很大，采用优化工艺条件，可快速制备出高性能的Ｃ／ＳｉＣ复合材料，其弯曲强度和剪切强度分别达到６４３ＭＰａ和６３．７ＭＰａ，断裂韧性达１７．９ＭＰａ·ｍ１／２。

PBO纤维及其复合材料工艺性能研究

介绍了PBO纤维的结构特点及部分物理性能 ,研究了影响PBO纤维NOL环干法缠绕成型的几种主要工艺参数 ,对干法及湿法两种成型方法的Φ15 0mm压力容器性能进行了试验研究 ,对其破坏界面进行了电镜分析。结果表明 :干法缠绕成型的Φ15 0mm压力容器的PV/W值最高可达 4 7.5 5km ,湿法缠绕成型的可以达到 6 0 .4 2km。

F—12纤维/RE14复合材料压力容器成型工艺研究

研究讨论了缠绕过程中几种主要工艺参数对F— 12纤维 /RE14配方Φ15 0mm压力容器复合材料性能的影响。结果表明 :采用“交替”铺层方式缠绕成型 ,含胶量控制在 30 %～ 4 0 % (质量分数 ) ,缠绕张力控制在 15 0N～ 2 0 0N ,采用GPC谱图控制固化时机 ,得到的复合材料综合性能较好 ;用优化出的工艺参数进行了Φ4 80mm压力容器试验 ,结果表明其容器特性系数PV/W值为 37.0 2km ,纤维强度转化率高达73.2 6 %。

带药柱缠绕复合材料工艺研究

叙述了带药柱缠绕复合材料新工艺。该工艺把药柱、发动机前封头、后封头、包覆层和绝热层组装成组合芯模，然后缠绕成固体燃料燃气发生器。产品质量可靠，气密性试验、抽样常温点火试验以及姿控系统单项试验合格率均为１００％。

高温陶瓷透波材料研究进展

简要介绍了高温陶瓷透波材料的研究进展 ,对比了陶瓷透波材料和高分子有机透波材料的力学性能和介电性能 ,提出了高温透波材料的研究重点和方向。

碳纤维表面状态对C/C复合材料性能影响的研究

用两种经高温处理的碳纤维织物 ,以酚醛树脂作为基体先驱体 ,制备了二维C/C复合材料。通过扫描电镜 (SEM)、X—射线光电子能谱 (XPS)研究了两种碳纤维 (TCF和JCF)的表面状态 ,测试了C/C复合材料 (TCC和JCC)的层间剪切强度、拉伸性能。SEM观察表明 ,TCF及JCF表面都有沟槽 ,但TCF横断面呈腰子形非圆形 ;XPS分析表明TCF表面含氧官能团数量多。力学测试结果为 :TCC层间剪切强度 (ILSS)高于JCC ,达到 16 .1MPa ;TCC拉伸强度、模量均高于JCC ,而JCC断裂延伸率达 1.1% ,是TCC的 3倍。拉伸断口SEM分析表明 ,TCC断口平整 ,无纤维拨出 ,呈脆断 ;JCC断口有纤维拨出 。

PBO纤维复合材料的拉伸性能研究

对PBO纤维的干纱、复丝以及单向复合材料的拉伸性能进行实验测试 ,探讨了测试标准对PBO复丝性能的影响 ,采用SEM观察了PBO纤维表面形貌和复合材料拉伸破坏断口特征 ,并与F - 12纤维相应的拉伸性能进行了对比。结果表明 :PBO纤维单向复合材料比F - 12纤维具有更为杰出的拉伸性能 ,拉伸强度比F - 12高约 2 8.3%～ 5 5 .4 %、拉伸模量高约 80 %。PBO纤维复丝性能因测试标准不同其拉伸强度和拉伸模量相差较大。SEM观察到PBO纤维表面极光滑 ,与树脂界面粘结差 ,其复合材料拉伸破坏断口呈“皮芯”抽离和纤维撕裂破环特征。

高性能碳纤维复合材料耐压容器研究进展

结合陕西非金属材料工艺研究所在碳纤维复合材料的基础研究、封头补强及压力容器成型技术等方面所作的大量工作 ,简要介绍了近年来国内外碳纤维及碳纤维复合材料在耐压容器方面的研究进展。

芳纶、碳纤维混杂工艺对环氧复合材料拉伸性能的影响

研究了铺层参数及纤维表面处理对芳纶纤维、碳纤维混杂增强环氧复合材料(简称混杂复合材料)纵向拉伸性能的影响。结果表明,该混杂复合材料的纵向拉伸强度均低于混合定律的预测值,表现出明显的混杂负效应。铺层顺序对材料纵向拉伸强度及断裂伸长率有显著影响,界面数越多,纵向拉伸强度和断裂伸长率越大;界面粘接性能的改善可提高混杂复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,但对它的弹性模量没有显著影响。

F-12芳纶纤维混杂复合材料纵向压缩性能研究

研究了铺层参数及纤维表面处理对F-12芳纶纤维与HTA-P30碳纤维混杂复合材料纵向压缩性能的影响。结果表明,该混杂复合材料体系的纵向压缩强度高于混合定律的预测值,表现出明显的混杂正效应。铺层顺序对纵向压缩强度和模量没有显著影响。F-12纤维经刚性涂层处理后,可提高混杂复合材料的压缩性能。

F—12/CF混杂复合材料纵向拉压性能研究

研究了F— 12与HTA—P30碳纤维混杂复合材料纵向拉压性能。结果表明 ,该混杂复合材料体系的纵向拉伸强度均低于混合定律的预测值 ,表现出明显的混杂负效应 ,而纵向压缩强度表现出混杂正效应 ,且拉伸强度的混杂效应比压缩强度的大。材料的拉压破坏模式发生改变。

致密工艺对炭布增强2D-C/C复合材料力学性能的影响

研究了液相浸渍及化学气相法致密工艺对二维炭 炭 (2D C C)复合材料力学性能的影响 ,尤其是对层间剪切强度 (ILSS)的影响。结果表明 :液相浸渍法增密周期短且致密效果好 ,但材料强度不高 ;而化学气相沉积(CVD)致密周期长 ,但材料层剪强度高 ;采用两种工艺联合致密 ,材料界面结合强度适中 。

国外C/C复合材料致密化工艺的最新进展

介绍了C／C复合材料的致密化工艺，包括液相浸渍工艺，气相沉积工艺，气相渗透工艺，以及最新研制的低成本化学气相复合工艺和快速致密化工艺。

新型耐烧蚀材料研究

研究了碳布增强新型耐烧蚀树脂聚芳基乙炔（PAA）材料的烧蚀性能和力学性能,并与钡酚醛和硼酚醛进行比较。结果表明,PAA树脂的残碳率高于钡酚醛和硼酚醛树脂,C/PAA材料烧蚀性能优异,氧——乙炔线烧蚀率为0.012mm/s、质量烧蚀率为0.0166g/s,但其力学性能较差。

碳纤维增强PEEK预浸带制备工艺探索研究

初步探索了熔融浸渍法制备碳纤维增强PEEK预浸带的制备工艺。通过热失重、流变性能、力学性能等试验 ,探索了不同工艺参数对碳纤维增强PEEK预浸带性能的影响 ,进而制定了制备碳纤维增强PEEK预浸带较优的工艺参数。

F12/环氧复合材料力学性能研究

测定了Ｆ１２／环氧复合材料的基本力学性能，并比较了Ｆ１２纤维在单向板、强力环及薄壁容器中的纤维强度转化率。实验结果表明，Ｆ１２／环氧单向复合材料与其ＮＯＬ环的拉伸强度相近，而薄壁容器中的复合强度约为单向拉伸强度的６０％，但三种复合材料的纤维强度转化率相近，约为（７０．１±１．６）％。

二维C/C复合材料高温力学、热物理性能研究

研究了二维C/C(2D -C/C)复合材料在高温下层剪强度、弯曲强度和模量、热导率和线膨胀系数的变化规律。结果表明 ,所制得的 2D -C/C复合材料的层剪强度随温度的升高变化不大、弯曲强度随测试温度的升高而增加 ;2 0 0 0℃的层剪强度、弯曲强度分别达到 1 4 .8MPa和 2 2 7.4MPa ,较室温分别提高了9.6 %和 6 0 %。弯曲模量在 1 0 0 0℃时增加到 39.4GPa ,在 2 0 0 0℃则下降 ,低于室温数值。 2D -C/C复合材料的热导率、线膨胀系数在z向和x -y向都具有明显的各向异性。未石墨化 2D -C/C复合材料 2 0 0℃的z向热导率是 4 .4 1W / (m·K) ,且随温度的升高而增加 ;而石墨化 2D -C/C复合材料 2 0 0℃的z向、x -y向热导率分别是 1 8.0 2W / (m·K)和 73.2 9W / (m·K) ,随温度的升高而下降。 2D -C/C复合材料在z向的线膨胀系数较大 ,80 0℃以内在 8× 1 0 - 6 /K～ 1 0× 1 0 - 6 /K之间 ;而在x -y向线膨胀系数在 80 0℃以内都很小 。

碳/酚醛结构材料的研究

研制出的碳布增强硼酚醛材料力学性能优异 ,剪切强度高达 34 .7MPa ,压缩强度达 2 70MPa ,比一般碳 /钡酚醛材料提高 30 %～ 70 % ;接近柔性接头非金属增强件碳 /环氧材料水平 ,达到柔性接头非金属增强件材料的指标要求 ,有望替代现有碳 /环氧材料。由于抗烧蚀性能优于碳 /环氧材料 ,使非金属增强件热防护能力提高。

CVI工艺对CVI—SiC基体及C/SiC复合材料性能的影响

通过SEM和XRD分析研究了在不同条件下反应生成的SiC基体的微观结构和组分。结果表明 ,反应温度对沉积SiC晶体的取向有很大的影响 ,温度在 110 0℃以下沉积SiC为单一取向 ( 111) ( 2θ≈ 35°)面 ,温度在 110 0℃以上 ,沉积SiC主要有两种取向 ( 111)面和 ( 2 2 0 ) ( 2θ≈ 60°)面 ,还有少量的 ( 311) ( 2θ≈ 70°)面。不同条件下生成的SiC晶粒的堆积方式有所不同 ,这直接影响了SiC基体的性能 ,从而影响了其复合材料的性能。此外反应气体流量也对SiC基体和复合材料性能有很大影响。本文进行了沉积温度和气体流量对SiC基体性能影响的研究 ,优化了CVI—SiC工艺。

纳米陶瓷复合材料研究进展

介绍了纳米陶瓷复合材料的研究进展 ,包括纳米陶瓷复合材料的制备工艺、材料性能。