缝合/RTM复合材料层合板的力学性能研究

分别采用高强玻璃纱、Kevlar-29纤维和T300 3K纤维为缝合线对玻璃纤维方格布进行缝合,研究了缝合/RTM复合材料层合板的面内拉伸性能和层间剪切性能.研究结果表明,与未缝合复合材料层合板相比,缝合复合材料层合板面内拉伸性能有所降低(碳纤维缝合复合材料除外),在给定缝合密度下最大降幅为14%;缝合复合材料层合板的层间剪切性能较未缝合层合板都有不同程度的提高,在给定缝合密度下最大达到了40%,缝合可显著提高复合材料层合板的层间性能.     

用于RTM工艺的软模材料的工艺性能

本文对COCA31-11有机硅橡胶模具的硅橡胶的粘温特性、试件基本力学性能及软模试用效果等工艺性能进行了研究;研究结果表明,硅橡胶的浇铸温度在25℃~30℃之间可以满足浇铸成型工艺窗口要求,当硅橡胶硫化工艺为:30℃硫化24 h、90℃后硫化1 h时可以保证软模具有良好的力学性能;用浇铸成型的硅橡胶软模进行碳纤维复合材料构件的试制,软模和产品外形完整、尺寸准确,证明了COCA31-11硅橡胶可以作为软模辅助RTM工艺中软模材料使用。     

硅橡胶在聚合物基复合材料成型中的应用

硅橡胶材料是一种优良的模具材料,它不仅具有优异的仿真性、脱模性,而且收缩率低、加工成型方便、耐热老化性能较好,同时硅橡胶还具有在很宽的温度范围内长时间保持弹性的特点,这使得其作为热膨胀模在聚合物基复合材料成型中得到了广泛应用.综合介绍了硅橡胶在聚合物基复合材料成型中的应用,系统阐述其在成型工艺中的应用研究现状,并展望了其今后的发展方向.     

软模/真空辅助RTM工艺用模具设计与制备

以一个典型构件缩比件为例,介绍了软模及真空辅助RTM工艺用模具的设计和制备过程.实践证明,这种工艺可应用于复杂结构复合材料构件成型技术领域.     

软模辅助RTM制备舱段缩比件

本文以某型号舱段研制为背景,提出用软模辅助RTM整体成型复杂结构的复合材料构件,依据舱段结构特点,设计了缩比件,并用聚氨酯软模和硅橡胶软模分别成型了碳纤维/环氧复合材料缩比件。研究结果表明,硅橡胶软模和聚氨酯软模都可以成型出外形完整、尺寸准确的缩比件,硅橡胶软模的挤胶效果明显好于聚氨酯软模,但是总体上软模挤胶效果不是很明显,本文对此进行了分析讨论。实验表明,软模辅助RTM可以整体成型内部结构复杂的复合材料构件,本文还对今后的研究提出了设想。     

软模辅助RTM成型舱段构件及其性能研究

某些复合材料结构件尺寸较大且内部结构复杂,难以通过传统RTM工艺一次整体成型,并且因其成型压力低而致纤维含量不高,成型构件力学性能不佳.本研究用硅橡胶来浇铸成型特定形状的软模,采用软模辅助RTM来制备舱段构件这一典型航天结构件.由于硅橡胶软模在复合材料固化成型过程中发挥了设计中的膨胀挤胶作用,复合材料的纤维体积含量和力学性能得到了显著提高,舱段整体力学性能满足了航天主承力结构件的使用要求,因此软模辅助RTM在制备具有内部复杂结构的装备结构件上具有广阔的发展前途.     

苯并噁嗪树脂流变特性及工艺窗口预报研究

苯并噁嗪树脂是一种适宜RTM工艺的新型耐烧蚀开环聚合酚醛树脂,本工作对该树脂的流变特性进行研究.在粘度实验和DSC热分析实验的基础上,依据双阿累尼乌斯方程建立了与实验数据较为吻合的化学流变模型.模型可揭示树脂在不同工艺条件下的粘度变化规律,定量预报树脂的低粘度平台工艺窗口,为该树脂RTM工艺窗口的确定以及RTM工艺参数优化提供了的科学依据.     

复合材料微细杆增强复合材料研究进展

纤维增强树脂基复合材料具有轻质高强的特点,但复合材料层合板层间韧性和抗冲击性能差,复合材料微细杆(Z-pin)增强技术极大地改善了这一不足,被广泛应用于各工业制造领域。近年来,Z-pin增强复合材料的制备工艺不断发展,目前主要有热压罐法和超声植入法(UAZ)。Z-pin增强复合材料的层间增韧和抗冲击性能提高效果显著,但其面内拉伸性能、面内压缩性能和疲劳性能稍有下降。文中从Z-pin增强复合材料的性能特点出发,针对其层间韧性、抗冲击性、面内力学性能和疲劳性能进行了综述。指出Z-pin在Ⅰ型断裂模式、Ⅱ型断裂模式和混合断裂模式下的增韧机制;总结了Z-pin在提高复合材料低能量冲击后剩余压缩性能方面的作用;介绍了Z-pin增强复合材料在平面拉伸和压缩载荷下的破坏模式,从纤维损伤角度归纳了其面内拉伸及压缩性能下降的原因;总结了Z-pin增强复合材料在循环压缩载荷下的破坏模式。最后从材料体系和工艺优化两方面出发,为降低纤维损伤提供了建议。对Z-pin增强技术的进一步应用进行了展望。     

硅橡胶气囊辅助RTM工艺成型复合材料裙段研究

VARTM工艺成型的固体火箭发动机壳体复合材料连接裙段构件纤维体积含量较低,复合材料力学性能不佳.本文分别采用VARTM和硅橡胶气囊辅助RTM工艺来成型此裙段构件,进行了玻璃钢件的制备与考核.研究结果表明,硅橡胶气囊辅助RTM工艺成型的裙段性能较VARTM工艺成型的裙段有明显的提高,复合材料纤维体积含量达到了61%,拉伸强度和和弯曲强度分别比VARTM工艺制备的同种复合材料提高了29%和27%,成型裙段构件的整体轴压承载性能也相应地提高了30%以上.     

复合材料井盖的现状与发展趋势

本文介绍了复合材料井盖的现状,分析比较了三种复合材料井盖(钢纤维混凝土井盖、再生树脂复合材料井盖和FRP井盖)的优劣,并展望了复合材料井盖的发展趋势.