RTM成型石英/钡酚醛耐烧蚀复合材料及其性能研究

研究了适用于RTM工艺的钡酚醛树脂的固化性能和工艺性能,以此为指导,采用RTM工艺制备了石英/钡酚醛复合材料,并对其力学性能和烧蚀性能进行了测试和分析.结果表明,石英/钡酚醛复合材料具有较好的整体力学性能,氧-乙炔线烧蚀率为0.092mm·s-1,质量烧蚀率为0.0707g·s-1.     

纳米改性碳/酚醛树脂基复合材料性能研究

针对碳/酚醛树脂基复合材料层间剪切强度低的缺点,采用纳米填料进行改性。测试了2种纳米填料(纳米碳纤维、碳纳米管)改性后酚醛树脂的热解性能,研究了纳米填料对复合材料力学性能、烧蚀性能以及高温炭化后力学性能的影响,并观察分析了复合材料测试后的微观形貌。研究结果表明,纳米填料改性后,复合材料的力学性能、烧蚀性能均有所改善。其中,纳米碳纤维改性后复合材料的常温层间剪切强度达到24.9 MPa,氧乙炔线烧蚀率为22.75μm/s,质量烧蚀率为23.58 mg/s。纳米碳纤维表面粗糙,与树脂基体的界面强度高,因此其改性后的力学性能和烧蚀性能优于碳纳米管。     

RTM成型针刺预制体增强糠酮树脂烧蚀复合材料性能研究

以炭布/炭网胎叠层针刺预制体为增强体,糠酮树脂为基体,采用RTM工艺制备出表面质量良好的复合材料,对复合材料的力学及烧蚀性能进行测试分析.结果表明,制备的复合材料具有良好的力学性能特别是层间剪切强度,高达66.3MPa;氧-乙炔线烧蚀率为0.0368mm/s,质量烧蚀率为0.0865g/s,烧蚀性能较好.     

玄武岩纤维/酚醛树脂基复合材料性能研究

对玄武岩纤维增强酚醛树脂基复合材料进行了实验研究。制备了连续玄武岩纤维平纹织物增强酚醛树脂复合材料。研究了胶含量对玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料拉伸、压缩和层间剪切强度等力学性能、耐烧蚀性能的影响。利用SEM对复合材料压缩、层间剪切破坏断口和烧蚀试样的微观形貌进行了分析。研究结果表明,玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料具有较好的界面性能,树脂含量在36%时CBF/酚醛树脂复合材料的力学性能最佳,线烧蚀性率和质量烧蚀率最低。     

三维针刺C/(SiC-TaC)复合材料的烧蚀性能及烧蚀机理

为了提高连续碳纤维增强碳化硅(SiC)复合材料的抗烧蚀性能,采用浆料浸渗结合化学气相浸渗SiC工艺制备出三维针刺碳纤维增强SiC-碳化钽(TaC)复合材料.采用氧-乙炔烧蚀试验测试复合材料烧蚀性能,用扫描电子显微镜分析烧蚀后材料表面的微观形貌,用X射线衍射、表面能谱分析对材料烧蚀后成分进行分析表征.结果表明:C/SiC-TaC)复合材料线烧蚀率为0.07mm/s,相对C/SiC复合材料而言表现出较好的抗烧蚀能力,添加TaC有助于提高C/SiC复合材料抗烧蚀性能.在中心区域,出现明显烧蚀坑,纤维与基体被致密的Ta2O5层覆盖,起到保护C纤维和基体的作用,复合材料的烧蚀以升华、氧化和机械剥蚀为主.在边缘和过渡区域,烧蚀以热化学氧化烧蚀为主.     

先驱体转化法制备2D C/C-ZrB2复合材料及其性能研究

本文针对C/C复合材料存在高温抗氧化和抗冲刷性能较差等缺点,提出对C/C复合材料进行改性以改善其性能.通过碳布叠层工艺均匀刷涂浆料,采用先驱体转化法制备了三种不同ZrB2含量的2D C/C-ZrB2复合材料,探索ZrB2含量对其力学、抗氧化、抗烧蚀等性能和微观形貌的影响.结果表明:刷涂料浆(ZrB2体积分数10%)制备的复合材料综合性能优异,其弯曲强度为250.37 MPa,断裂韧性为13.84 MPa·m1/2;样品经1200 ℃氧化30 min后质量保留率达到90.65%,强度保留率达到85.14%;经氧乙炔焰烧蚀60 s后,其质量烧蚀率为0.01802 g/s,线烧蚀率为0.01217 mm/s.     

C/C-Cu复合材料微观结构及高温耐烧蚀性能研究

为提高C/C复合材料的高温耐烧蚀性能,采用化学气相沉积与高温渗铜工艺制备了密度为2.01 g/cm3的C/C-Cu复合材料.采用高温氧乙炔焰考察了复合材料的高温耐烧蚀性能,并利用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对复合材料烧蚀前后的物相与微观结构进行了表征.结果表明:经20 s的氧乙炔焰烧蚀后,复合材料的...     

惰性填料SiC对C/C-SiC复合材料制备及烧蚀性能影响研究

以纳米SiC粉为惰性填料,采用先驱体浸渍裂解法制备C/C-SiC复合材料,研究了不同纳米SiC含量浆料对复合材料致密过程及烧蚀性能的影响。结果表明,不同纳米SiC含量浆料对制得的复合材料性能有很大的影响,添加纳米SiC粉质量分数为16.67%时制得的复合材料性能最优,其最终密度为1.86 g/cm~3,开孔率为6.93%,线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0041mm/s和0.0013g/s。     

纳米炭粉改性炭布/苯并噁嗪复合材料性能研究

研究了纳米炭粉对炭布/苯并噁嗪复合材料层间性能和烧蚀性能的影响.结果表明,当纳米炭粉含量为5%时,发布/苯并噁嗪复合材料的层间剪切强度提高26%达到30.3MPa,氧-乙炔线烧蚀率降低23%为0.0154mm/s.700℃高温处理后.改性后的复合材料有着较高的强度保留率.     

石英纤维织物增强氮化物陶瓷基复合材料的性能

采用先驱体转化法制备了2.5维石英纤维织物增强氮化物陶瓷基复合材料.对所制备材料的力学性能、热物理性能、烧蚀性能和断口显微形貌进行了研究.研究了裂解温度及纤维体积含量对复合材料抗弯强度的影响.结果表明:该材料具有较好的力学性能和优良的抗烧蚀性能,随着纤维体积含量的提高,复合材料的抗弯强度随之提高.当纤维体积分数为48%,裂解温度为800℃时,复合材料显示出最高径向抗弯强度(134.6MPa).烧蚀过程中无分层和剥离现象,表面平整,线烧蚀率为0.038mm/s.材料的增韧机制是基体与纤维界面的脱粘和纤维的拔出吸收了大量的能量.     

特种酚醛树脂基烧蚀复合材料的研究

对T-700碳纤维(T-700CF)、特种玻璃纤维(HSGF)、S-2高强玻璃纤维(S-2GF)、连续玄武岩纤维(CBF)的基本力学性能和热性能进行了研究和对比,同时对T-700CF、HSGF、S-2GF、CBF增强特种酚醛树脂1(PR1)复合材料的力学性能和烧蚀性能进行了对比,探讨了PR1/CBF的烧蚀机理。结果表明,PR1/T-700CF的弯曲性能和烧蚀性能最佳;PR1/CBF次之,能够取代PR1/S-2GF和PR1/HSGF;PR1/CBF的氧-乙炔烧蚀过程中主要存在着材料吸热、基体材料与气流的热化学反应、热辐射效应、增强材料的熔化和升华、高速粒子和气流冲刷、机械剥离等烧蚀机理。     

有机聚合物烧蚀隔热性的研究

本文着重研究有机聚合物线性烧蚀速率（AR）、烧蚀隔热性能指数（API）和有机聚合物结构常数（K）与烧蚀隔热性的关系。采用AR、API和K值评价、比较、选择、预测有机聚合物的烧蚀隔热性,为烧蚀隔热涂料（材料）配方设计奠定理论基础。     

铁质金属杂质对酚醛树脂基复合材料防热性能的影响研究

采用氧-乙炔烧蚀试验方法研究了掺杂铸钢砂杂质的酚醛树脂/高硅氧布复合材料的烧蚀性能,并利用X射线对烧蚀前的试样进行了无损检测。结果表明,X射线透射可以明显地显示铸钢砂的透射影像。复合材料的烧蚀率随着杂质粒径的减小而增加,随着杂质含量的减少而减小;掺有杂质的试样烧蚀后出现分层。     

高温处理对酚醛树脂基复合材料性能的影响

以自制的酚醛树脂(PF)为基体,玻璃纤维布(GFC)、高硅氧玻璃纤维布(HSGFC)和碳纤维布(CFC)为增强体,采用铺层模压法制备了PF/GFC,PF/CFC和PF/HSGFC复合材料,并在200~800℃范围内对复合材料进行了高温处理,研究了不同处理温度对这3种复合材料失重率和力学及烧蚀性能影响。结果表明,当处理温度高于400℃后,3种复合材料的失重率随处理温度升高逐渐增大,其中,PF/CFC的失重率最大,而PF/GFC的失重率最低;但800℃下3种复合材料的失重率均在10%以下。随处理温度升高,3种复合材料的弯曲强度、压缩强度、拉伸强度总体上均先增大后减小,当处理温度为400℃达到最大,烧蚀性能具有与力学性能相反的变化趋势。在400℃的处理温度下,PF/GFC的弯曲强度、质量烧蚀率和线烧蚀率最高,拉伸强度最低;PF/CFC的压缩强度、拉伸强度最高,线烧蚀率最低;而PF/HSGFC的压缩强度和弯曲强度最低,其质量烧蚀率也最低。     

Thermal and ablative properties of low temperature carbon fiber-phenol formaldehyde resin composites

The thermal and ablative properties of phenol formaldehyde resin (PF) composites reinforced with carbon fibers heat-treated at low temperature have been investigated. Low temperature carbon fibers (LTCF) were obtained by a continuous carbonization process from stabilized PAN fibers at 1100 °C. The properties of LTCF reinforced PF (LTCF-PF) composites are compared with those of high temperature carbon fiber (HTCF) reinforced PF (HTCF-PF) composites. The thermal conductivity of the LTCF-PF composite is lower than that of HTCF-PF composite by about 35 and 10% along the directions parallel and perpendicular to the laminar plane, respectively. It was found from the ablation test using an arc plasma touch flame that the erosion rate is higher by about 30% in comparison with HTCF-PF composite. The result suggests that use of LTCFs as reinforcement in a composite may improve the thermal insulation of the composite but decrease the ablative resistance.     

钼酸铵/丁腈橡胶改性酚醛树脂对摩擦材料性能的影响

制备了以未改性PF、市售改性PF、钼酸铵/丁腈橡胶复合改性PF作为基体的摩擦材料,研究了钼酸铵/丁腈橡胶改性酚醛树脂(PF)对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,并对不同树脂基摩擦材料的冲击强度、硬度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,复合改性PF基摩擦材料的冲击强度为3.51~3.72 k J/m2,硬度为73~82,高于未改性PF基摩擦材料的冲击强度(3.22 k J/m2)和硬度(52),有效提高了摩擦材料的韧性和硬度。以复合改性PF为基体的摩擦材料,其摩擦系数的稳定性得以提高,其中以含量为10%的摩擦材料最为稳定,磨损率最小。当树脂添加量相同时,复合改性PF基摩擦材料的摩擦系数的稳定性最好,且摩擦系数值保持在0.37~0.40之间,比未改性PF基摩擦材料的摩擦系数和市售改性PF基摩擦材料摩擦系数稳定;复合改性PF基摩擦材料的高温(350℃)磨损为0.45×10~(–7)cm~3/(N·cm),远低于未改性PF基摩擦材料的1.50×10~(–7)cm~3/(N·cm)和市售改性PF基摩擦材料的0.67×10~(–7)cm~3/(N·cm),抗高温热衰退性最好。     

蒙脱土改性酚醛树脂复合材料的制备与性能研究

为提高酚醛树脂(PF)的热稳定性,利用原位插层法制备了PF/蒙脱土(MMT)、PF/有机化蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,并比较了PF、PF/OMMT或PF/MMT经高温热处理后的力学性能和导电性能.研究表明,与PF复合后,OMMT和MMT都形成了剥离型的片层结构.与PF/OMMT复合材料相比,PF/MMT的质量保持率...     

动态硫化制备PA/SAN/NBR合金冲击性能的研究

采用酚醛树脂（PF）、DCP和硫磺等硫化体系对PA／SAN／NBR共混体系进行动态硫化,研究了该共混体系的缺口冲击强度、冲击行为和分散相形态。结果发现,PF比其它硫化体系更有效,可制得超韧的PA／SAN／NBR（50／25／25）合金;SEM照片表明,随着PF用量增加,共混体系中分散相粒子变小,形态变规则,动态硫化体系的相容性变好。     

Investigation on the Friction Sensitivity of a Matchhead Composition Influenced by the Surface Roughness of Contact Materials

Fire and explosions in the processing of matchhead compositions are reported due to the friction sensitivity of materials used. This investigation is aimed at investigating the influence of different types of contact materials and their surface roughness on the friction sensitivity of a matchhead composition. The friction sensitivity of the matchhead composition was found to be dependent on the contact materials and their roughness. The results demonstrated that the contact materials and their surface roughness imparted variations to the sensitivity, ranging from 108 to 360 N. The sensitivity response of the energetic mixture was quicker in case of aluminum plate‐aluminum pin combinations than those when steel plate‐steel pin and brass plate‐brass pin combinations were used. For the first time, the experimental investigation identified a new value based on the material’s surface roughnesses called critical surface roughness, at which the matchhead composition ignited at a minimum frictional load. The matchhead composition was found to be highly hazardous at the critical surface roughness values of 1.09, 1.01, and 1.05 μm for aluminum, brass, and steel surfaces, respectively. Based on the experimental results this paper also discusses mechanism of ignition caused by the frictional load.     

碱处理对酚醛树脂/剑麻纤维复合材料性能的影响

用碱处理方法对剑麻纤维(SF)进行表面改性,再与酚醛树脂(PF)混合、塑炼、模压成型,制备了PF／SF复合材料,对其冲击强度、弯曲强度、耐磨性、吸水性及热性能进行测试,借助偏光显微镜和扫描电子显微镜观察、分析了复合材料的形态结构。结果表明,经碱处理的SF提高了PF／SF复合材料的综合性能,其原因与界面作用得到加强有关。