铜离子注入T700/6421复合材料层板低速冲击损伤的研究

对T700/6421复合材料层压板进行铜离子注入,改变其表面性能,使得低速冲击损伤表面目视勉强可检(BVID).用TEM观察离子注入深度、形貌及分布情况,对离子注入前后的复合材料进行了显微硬度的测定,并进行了落锤冲击试验,结果表明:离子注入后的复合材料显微硬度明显增加,受低速冲击后,表面更容易出现深凹坑,表面目视可检损伤更容易实现,冲击后压缩强度增加,从冲击过程的动态力学响应特性可以得知,离子注入后的复合材料受冲击时分层起始载荷有所提高,最大接触力也有相应增加.     

高性能双组份环氧树脂固化动力学研究和TTT图绘制

用全动态DSC 研究了先进复合材料用高性能双组份环氧树脂的固化反应动力学, 获得了固化反应的动力学参数, 并建立了固化动力学的唯象模型。用恒温DSC 和动态DSC 结合DiBenedetto 方程研究了树脂玻璃化转变温度和固化度之间的关系, 并给出了玻璃化转变温度T_g和时间t 及温度T 之间的数学关系。通过DMA 研究了树脂恒温下的凝胶过程, 给出了凝胶时间tgel 和凝胶温度T 之间的关系, 回归得到凝胶时的固化度为α_gel =0.4539 , 并以此计算出了T_g ,gel = 70. 18 ℃, 为工艺选择提供了依据。并在此基础上绘制出了该树脂体系的TTT图, 提出了将TTT 图用于工艺优化的思路, 并做了初步验证。      

“离位”增韧复合材料准静态压入损伤特性研究

采用"离位"增韧技术对双马来酰亚胺复合材料层压板进行了层间增韧,然后对增韧和未增韧的两种双马复合材料层压板进行准静态压入及冲击后压缩剩余强度试验研究,并用超声C扫描和热揭层对层压板的损伤进行测量。结果表明:经过"离位"增韧的双马复合材料层压板层间形成了热塑性树脂/热固性树脂双连续的结构,该结构不仅能抑制增韧层压板的内部损伤面积,改善损伤阻抗,使其表面凹坑深度更明显,而且还大幅提高了其损伤容限。     

单壁碳纳米管无纺布/环氧树脂复合材料的电磁屏蔽性能

采用一种导电材料预制体-单壁碳纳米管(Single-wall carbon nanotube,SWCNT)无纺布与环氧树脂复合制备了电磁屏蔽复合材料,并对所制复合材料的电磁屏蔽性能进行了表征。结果表明:所制复合材料对电磁波的屏蔽效率随SWCNT无纺布厚度的增加而增加。在较低的SWCNT无纺布填加量下所制复合材料可以实现对低频电磁波较高的屏蔽效率。不同于填加粉体导电材料所制电磁屏蔽复合材料,作为导电材料预制体使用的SWCNT无纺布是一个独立的整体导电薄膜,可以直接引入到基体当中,不存在分散问题。并且通过简单的导电预制体多层叠加的方式即可实现复合材料更高的屏蔽效率。     

"离位"增韧ES-U3160/5284复合材料的制备及性能研究

通过扫描电子显微镜分析和树脂冲击性能测试,研究了聚醚砜(PES)对高温环氧树脂5284性能的影响及增韧机理,并基于"离位"增韧技术制备了具有增韧功能的ES-U3160织物。以ES-U3160织物作为增强体,采用树脂转移模塑成型(RTM)工艺制备了ES-U3160/5284复合材料,并对复合材料的韧性性能进行研究。结果表明:随着PES含量的增加,环氧树脂5284的冲击韧性大幅度提高;PES与5284树脂形成了双连续相结构,有效地阻止了裂纹的扩展,起到了增韧的作用。与未增韧复合材料相比,"离位"增韧ES-U3160/5284复合材料的I型层间断裂韧性(GⅠC)、Ⅱ型层间断裂韧性(GⅡC)及冲击后压缩强度(CAI)都有较大的提高。     

改性聚芳醚酮增韧环氧树脂研究

以改性聚芳醚酮(PAEK)为增韧剂对环氧树脂进行改性。通过冷场发射扫描电镜分析和冲击强度测试研究了PEAK用量对PAEK/EPOXY浇注体冲击性能的影响及其增韧机理。结果表明,纯环氧和质量分数分别为5%、15%、25%、35%和50%的6种共混浇铸体的冲击强度分别为1.92 MPa、2.97 MPa、3.06 MPa、4.63MPa、4.69 MPa以及5.36 MPa,体系的冲击强度随PAEK含量增加而提高。随PAEK用量增加,PAEK/EPOXY共混体系主体呈现为海岛-双连续相-相反转逐步过渡微观结构,这影响了共混树脂体系的冲击裂纹扩展模式,从而使得冲击性能上升。     

RTM成型过程中树脂/纤维界面性能表征及分析

通过测试树脂的表面张力、碳纤维的表面能以及树脂与纤维动态接触角来分析RTM成型过程中树脂/纤维界面性能,并对比分析了树脂对涂覆溶液定型剂前后的纤维浸润性能的影响。结果显示,随着温度升高,树脂表面张力降低,纤维的表面能升高,使得树脂/纤维的动态接触角变小,利于树脂浸润单丝纤维;树脂对涂覆溶液定型剂后的碳纤维织物浸润较为困难。     

RTM用环氧3266树脂体系化学流变特性的研究

本研究在基本的黏度实验和DSC热分析实验的基础上,采用双阿累尼乌斯方程研究了RTM用环氧3266树脂体系的化学流变特性,建立了相应的化学流变模型,模型与实验结果具有良好的一致性.模型揭示了该树脂体系在不同工艺条件下的黏度变化规律,定量预报了该体系的低黏度工艺窗口平台,为合理制定RTM工艺参数保证产品质量和实现工艺参数的全局性优化提供了必要的科学依据.     

反应性聚醚砜对RTM用6421BMI树脂性能的影响

通过SEM及力学性能测试,研究了反应性聚醚砜(rPESU)用量对6421BMI树脂性能的影响,结果表明,rPESU能够显著提高6421树脂的冲击韧性,当rPESU质量分数达到10%时,rPESU在6421树脂中形成连续相,质量分数达到15%时,6421树脂的冲击强度值最高,为纯6421树脂的5倍。rPESU的加入量对6421树脂拉伸模量、压缩模量、弯曲模量的影响很小,但6421树脂的拉伸强度和弯曲强度随rPESU用量增加降低很快,rPESU质量分数达到25%时,拉伸强度和弯曲强度值降为原来的50%左右。