MPCF增强的C/C复合材料及其在高超音速飞行器的应用

介绍了中间相沥青基碳纤维(MPCF)增强的碳/碳(C/C)复合材料在美国的研制及其在高超音速飞行器上应用概况。MPCF非均衡织物结构可实现2D-C/C复合材料单方向更高的热导率,K321 MPCF增强4∶1结构2D-C/C可达到X向室温368 W/(m˙K)的热导率。P30X MPCF 3∶1非均衡织物、转化法Si C及化学气相沉积Si C和HfC 3层涂层结构C/C复合材料用于X-43A马赫数(Ma)10飞行器C/C鼻锥部件,实现了2 200℃的临近空间环境中高超音速零氧化烧蚀。MER公司研制Ma 10飞行器鼻锥C/C时织物预处理温度是2 500℃,采用沥青碳和酚醛碳混合基体致密,C/C复合材料最终石墨化温度是2 800~3 000℃。     

复合材料应用于空间固体火箭发动机

本文介绍了我国近几年来多次发射成功的国产地球同步通信广播卫星、气象卫星的远地点固体火箭发动机及近地点固体火箭发动机所用的各种复合材料部件的研制、试验和使用情况。所用的复合材料包括高强度纤维缠绕成型的燃烧室壳体、高性能碳/碳复合材料制造的喷管喉部镶嵌内衬(喉衬)、耐烧蚀橡胶基柔性内绝热层、模压与布带缠绕的刚性喷管隔热件等.重点介绍壳体和喷管材料。 对有关材料的成型工艺、制品性能、使用效果作了叙述.并评述了这些复合材料的发展趋势。     

SiC/SiC复合材料及其应用

日本开发的Nicalon和Tyranno两种品牌的SiC纤维占有世界上绝对性的市场份额。SiC/SiC复合材料典型的界面层是500 nm厚的单层热解碳(PyC)涂层或多层(PyC-SiC)n涂层,在湿度燃烧环境及中高温条件下界面层的稳定性是应用研究的重点。SiC/SiC复合材料,包括CVI-SiC基体和日本开发的Tyranno hex和NITE-SiC基体等,具有耐高温、耐氧化性和耐辐射性的特点,在航空涡轮发动机部件、航天热结构部件及核聚变反应堆炉第一壁材料等方面正开展工程研制应用。     

基于分子动力学模拟的环氧/多层石墨烯界面拉伸性能

采用分子动力学模拟方法研究了环氧/多层石墨烯(MLG)复合材料的拉伸性能。通过计算拉伸过程中体系的平均势能(PMF),最大力(Fmax)以及最大PMF所对应的拉伸位移来分析环氧/MLG复合材料界面的粘附性能。通过研究体系在拉伸过程中的微观结构和质量密度等的变化,揭示了环氧/MLG复合材料在拉伸作用下的界面失效机理。环氧/MLG复合材料在拉伸外力作用下,随着拉伸距离增大,拉伸力先线性增大,达到最大值99.68(kcal/mole?)之后,开始下降;当拉伸距离为25?时,拉伸力降为0,此时环氧从MLG上完全脱离。进一步通过计算拉伸过程中环氧基体中4个不同区域分子的均方位移和均方回转半径,分析了拉伸过程中环氧基体中分子的运动特性和规律。     

国外动态

连续纤维SMC改善制品韧性据美国Quantum复合材料公司报道,牌号为Lytex4105的环氧片状模塑料(SMC)采用连续玻璃纤维增加模制部件的单向强度,适用于制作要求高横向强度和韧性的零部件如簧片等。     

单向复合材料弹性模量预测新式

根据复合材料单层的实际构造，提出了串并联组合模型，采用微观力学与宏观力学相结合的方法，推导出一组计算和复合材料弹性模量的新公式，其优点是：Ｅ１和ｖ１２，Ｅ２和Ｇ１２的计算式形式对称，结构简单，计算容易，物理意义明确，我们把由世界上许多著名学者提出的多组预测公式和本文导出式计算所得的结果与国内外已发表的硼／环氧、碳／环氧、玻璃／环氧复合材料的实验数据相比较，结果表明：导出式比其他公式精确，更有价值，     

玻璃钢的应力——应变曲线

应力—应变曲线是了解受力材料的力学性能的一个重要环节。正确了解玻璃钢的应力—应变曲线对于合理设计及合理使用玻璃钢来说意义很大。 我们通常所指的玻璃钢,是由玻璃纤维及其制品同树脂构成的一种复合材料。目前,对于这种复合材料在受力后所呈现的某些现象的解释还并不一致,还有待进一步探讨。 为了找出玻璃钢在受拉过程中应力和应变的关系,我们对酚醛层压玻璃钢、环氧酚醛层压玻璃钢、环氧手糊玻璃钢、高硅氧布     

碳/环氧薄壁细长管件的研制与试验

简要介绍了碳/环氧薄壁细长管件的研制情况,着重介绍了工艺方案选定、选材和材料特性试验、成型工艺及解决主要技术难点等内容。制品经地面环模和飞行试验考验,取得了满意效果。     

碳纤维复合材料广泛作为军机结构材料

碳纤维增强树脂基复合材料是生产武器装备的重要材料。在战斗机和直升机上,碳纤维复合材料应用于战机主结构、次结构件和战机特殊部位的特种功能部件。国外将碳纤维/环氧和碳纤维/双马复合材料应用在战机机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位,起到了明显的减重作用,大大提     

碳五石油树脂/三元乙丙橡胶复合材料的制备与性能

制备了碳五石油树脂/三元乙丙橡胶复合材料,通过差示扫描量热、扫描电子显微镜和动态力学分析等研究了该复合材料的结构、性能及它们之间的关系.结果表明,碳五石油树脂可以在三元乙丙橡胶基质中形成非常精细的分散,在其添加量为30份(质量,下同)时,体系中形成了碳五石油树脂的聚集体.随着碳五石油树脂用量的增加,复合材料的玻璃化转变...     

火箭级间段模拟件结构试验与分析

三维编织结构复合材料是一种采用纤维立体编织预成型品增强的高级复合材料。本文测定了用碳 /环氧三维编织结构复合材料圆管制作的火箭级间段模拟件所能承受的最大压缩载荷。文中介绍了模拟件的结构及试验方法 ,给出了测试结果和有关结论     

复合材料在疲劳试验中的温升程度与损伤扩展的非接触实时监测研究

本文总结了用(瑞典)AGA—72红外热象仪实时监测国产碳纤维环氧复合材料、碳布/环氧复合材料及环氧玻璃钢在(英国)INSTRON—1251通用静力动力材料试验机上由两种应力水平与四种加载频率所组合的疲劳试验中的温升程度和损伤扩展的初步试验结果。     

碳/环氧复合材料C波段天线反射面研制

简述了碳/环氧复合材料C波段天线的组成,并对天线反射面制造工艺过程、材料选择及特性、铺层分析、成型模具设计、固化成型工艺参数选择、产品质量控制等内容进行了研究.结果表明:研制的某型号卫星蜂窝夹层结构复合材料抛物面天线的型面精度可控制在均方差精度为0.16 mm,经多次飞行试验考核,该天线各项指标均达到设计要求.     

热解沉积结合PAMAM接枝改性碳纤维表面

采用热解沉积结合聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)接枝的改性方式对碳纤维进行表面处理,对比了碳纤维原丝(CFs)、只经热解沉积处理碳纤维(PD-CFs)和沉积结合接枝处理碳纤维(PD-PG-CFs)的表面形貌、表面元素组成和质量分数、与极性液体和非极性液体的接触角、表面自由能的变化;制备了不同处理条件下碳纤维/环氧微复合材料,与未处理的碳纤维原丝相比,经热解沉积处理的碳纤维/环氧复合材料的界面剪切强度(IFSS)提高了26.87%,而经沉积结合PAMAM接枝处理碳纤维/环氧复合材料的IFSS则提高了38.81%。通过纳米压痕测试定量的表征了复合材料中碳纤维、热解碳层和树脂基体3者的模量,结果表明,热解碳层的模量介于碳纤维和树脂之间,它所起到的过渡层效应是复合材料界面性能得到改善的重要原因。     

用于挤拉成型的高性能无MDA环氧树脂体系

目前,90％以上的挤拉成型制品是用玻璃纤维增强的热固性聚酯树脂生产的。在许多工业市场上,该体系成本低、生产速度快、性能良好。树脂增强纤维和工艺控制方面的新发展为先进的高性能结构部件提供了更多的机会。例如添加玻纤、碳纤或芳纶纤维的环氧树脂体系,工艺条件合适能生产出航天等级的复合材料部件。     

改性环氧树脂制备复合材料层间断裂韧性的实验研究

采用纳米SiO2对环氧树脂改性并通过RTM工艺制成碳/环氧复合材料,观察纳米粒子在复合材料中的分布情况,测试复合材料的层间断裂韧性并用显微镜观察断裂面形貌.结果表明,纳米粒子在复合材料厚度方向和沿预裂纹的面内方向均没有明显的过滤性,改性后的碳/环氧复合材料的层间断裂韧性比改性前提高45％,断裂面更粗糙,纳米SiO2对环氧树脂的增韧效果良好.     

一种混用了碳纤维和木纤维复合材料的汽车座椅靠背

正赫氏正在与天然纤维复合材料汽车内饰部件的一级供应商NaCa Systems合作,共同开发一种轻量化的碳纤维预浸料,并采用快速模压成型工艺研制木纤维复合材料的跑车座椅靠背。这项创新验证了一种用于生产CFRP(碳纤维增强塑料)和木纤维复合材料部件的短节拍生产工艺,它为汽车制造商带来了诸多优势。赫氏为NaCa Systems提供其Hex Ply M77CS环氧预浸料的优化版本。     

碳/玻混杂复合材料城轨列车头罩的研制

本文介绍了一种碳/玻混杂复合材料城轨列车头罩的材料设计、模型设计、模具制作和产品制备的研制过程,并对所开发的碳/玻混杂复合材料列车头罩与玻璃纤维复合材料列车头罩进行对比,结果表明:在满足列车头罩性能的情况下,使用碳/玻混杂结构的列车头罩减重达到15.3%。     

高强度和高模量碳纤维复合材料失效模式比较

介绍了高模量碳/环氧树脂、碳/双马树脂和高强度碳/环氧3种复合材料抗拉伸、压缩、弯曲、层间剪切等力学性能的测试情况,用微观和宏观照片对比了不同强度、模量和不同树脂的失效模式差异,包括失效部位、失效的层次和类型。指出现行复合材料测试标准在测试高强度和高模量碳纤维复合材料性能时存在的问题。同时用测试数据对比了高模量碳纤维分别与双马来西亚胺5405和环氧树脂5224匹配后的性能,以及高强度碳纤维与环氧BA9913匹配后的性能。     

不同电极对碳／环氧复合材料拉伸应力—电阻关系的影响

碳／环氧复合材料中碳纤维具有良好的导电性,通过碳纤维之间相互接触使得复合材料也能导电。本文分析了在碳／环氧复合材料层间埋设电极、表层粘贴电极和铜夹电极对复合材料拉伸应力—电阻的影响。结果表明,层间埋设的电极与复合材料紧密接触,能够真实地反映碳／环氧复合材料的拉伸应力—电阻关系,可以作为电阻法复合材料力学性能自诊断的研究依据。