聚酰亚胺纤维增强环氧树脂结构透波复合材料的性能研究及机制分析

选择聚酰亚胺纤维和环氧树脂,采用热熔法制备出了聚酰亚胺/环氧结构透波复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、吸湿率、力学性能、介电性能、湿热老化性能以及扫描电子显微镜等表征手段,研究了聚酰亚胺/环氧结构透波复合材料的结构透波性能和耐湿热环境性能。研究结果表明：聚酰亚胺纤维中刚性共轭结构赋予了聚酰亚胺纤维复合材料良好的透波性能和耐湿热性能,但是与石英纤维增强环氧树脂复合材料相比,聚酰亚胺纤维增强环氧树脂结构透波复合材料仍存在着压缩强度、弯曲强度与层间剪切强度低、吸湿率高的问题;力学性能破坏模式分析结果显示,聚酰亚胺纤维同时存在有机纤维的吸湿、压缩强度低、纤维/树脂界面结合差的问题。     

湿热老化对石英纤维/聚酰亚胺复合材料力学和介电性能影响研究

本文考察了湿热老化对QW220/902(石英纤维/聚酰亚胺)树脂基复合材料力学和介电性能的影响。研究结果表明:复合材料在80℃下经48 h水煮处理后,由于水分子浸入引起界面脱粘,各项力学性能略有下降,300℃下的层间剪切强度保持率为86.48%,但是其他力学性能保持率仍超过90%;水煮处理后复合材料的介电性能发生明显下降,但是经100℃真空干燥除去水分后,材料的介电性能可以得到基本保持,表明QW220/902复合材料具有良好的抗湿热老化性能,可以作为结构/透波一体化材料,具有很好的应用前景。     

纤维织物增强磷酸盐透波复合材料研究

研究了石英纤维织物和氧化铝纤维织物增强磷酸盐复合材料的成型工艺、介电性能及力学性能,并分析了影响力学性能高温稳定性的主要原因,获得了可分别在300℃、700℃下长期稳定使用的石英、氧化铝纤维织物增强磷酸盐透波复合材料,在8 GHz～18 GHz范围内,介电损耗均小于0.015,具有宽频低介电损耗的特点,是一类性能优异的耐高温透波复合材料。     

PBO纤维与石英纤维混编增强氰酸酯树脂基复合材料的研究

结合PBO纤维增强树脂基复合材料优异的介电性能和石英纤维增强树脂基复合材料优异的力学性能,本文设计了石英纤维与PBO纤维体积比55∶45混合编织,同时采用空气气氛对混编纤维表面进行等离子体处理,等离子体处理工艺为400W/10min,制备的氰酸酯树脂复合材料力学性能较纯PBO纤维增强氰酸酯树脂复合材料具有更加优异的性能,弯曲强度提高了62%,层间剪切强度提升了231%,大大加快了PBO纤维复合材料在透波复合材料领域的应用步伐。     

石英纤维增强二氧化硅雷达罩吸潮机理研究及影响分析

首先从石英纤维增强二氧化硅雷达罩的制备工艺出发,分析石英纤维增强二氧化硅雷达罩的吸潮因素;然后利用介质平板透波理论分析石英纤维增强二氧化硅雷达罩吸潮后透波率与材料介电性能变化的关系;采用物理光学法对正切卵形石英纤维增强二氧化硅雷达罩的透波性能进行仿真计算,得出石英纤维增强二氧化硅雷达罩吸潮后介电损耗对透波有明显影响的结论;加工石英纤维增强二氧化硅雷达罩,放置于室温环境下,观察其吸潮规律,利用雷达导引头天线对石英纤维增强二氧化硅雷达罩的透波性能进行测试,验证了石英纤维增强二氧化硅雷达罩吸潮后透波率整体下降的结论;最后,对石英纤维增强二氧化硅雷达罩的防潮方式进行初步探讨,提出几种防潮方案。     

改性氰酸酯基复合材料力学和透波性能研究

利用低介电改性剂对氰酸酯树脂进行改性,制备了石英纤维/改性氰酸酯树脂复合材料,利用SEM表征了树脂及其复合材料的断面,并对改性氰酸酯树脂的耐热性能、力学性能、复合材料的力学性能及透波性能进行了研究。结果表明,改性氰酸酯树脂的玻璃化转变温度达到200℃以上,树脂拉伸破坏表现为韧性断裂,拉伸强度、弯曲强度和压缩强度分别在27MPa、69MPa和148MPa以上;改性氰酸酯树脂和纤维的界面结合良好,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度分别达到447MPa、461MPa和259MPa以上;在0.5~18GHz范围内,介电常数为3.1~3.3,4mm试样的S21小于-1.6d B。     

制样基体树脂及固化张力对碳纤维复丝拉伸性能的影响

针对碳纤维复丝拉伸性能测试的制样过程,通过采用不同基体树脂、施加不同丝束固化张力进行T300B、T700SC及T800H三种碳纤维复丝拉伸性能测试值影响因素研究。结果表明:碳纤维复丝拉伸性能的测试值与基体树脂的黏度相关不明显,而与基体树脂的断裂伸长率密切相关,在基体树脂断裂伸长率不超过测试纤维4倍的条件下,基体树脂的断裂伸长率越高,越有利于保证碳纤维复丝力学性能的测试值准确;适当增加碳纤维复丝制样过程中的纤维固化张力,能提高碳纤维复丝力学性能的测试值,碳纤维丝束越大,需要的固化张力越高。     

纤维增强树脂基复合材料透波板的研制和试验

本文介绍了一种新型的天线窗用纤维增强树脂基复合材料透波板的研制过程,并对研制的透波板在透波率、抗高低温能力、抗震动冲击能力和承载能力等几方面进行了试验验证。结果表明,新研制的透波板具有良好的透波性能和力学性能。     

高强纤维复合材料的微波透过性能研究

本文详细研究了高强聚乙烯纤维/乙烯基酯树脂、高强聚乙烯纤维/环氧树脂、芳纶/乙烯基酯树脂、芳纶/环氧树脂复合材料体系的透波性能,分别讨论了树脂含量、类型和纤维的结构、排列方式对复合材料透波性能的影响,采用扫描电镜(SEM)对复合材料介电常数变化的原因进行深入分析。结果表明,控制适当的树脂含量可获得透波性能较好的聚乙烯无纬片/乙烯基酯树脂复合材料。     

石英纤维增强氰酸酯树脂基复合材料性能研究

研究了QF210石英纤维增强新型的改性氰酸酯树脂基复合材料的耐热性、力学性能和介电性能,结果表明5528A／QF210复合材料具有优良的力学性能和优异的介电性能,可在150℃下使用。尤其是5528A／QF210复合材料的介电性能具有极好的频率稳定性,适合作为宽频高透波材料。     

QW220/5284RTM复合材料的介电性能研究

采用RTM工艺制备了四种不同纤维体积含量的石英纤维增强环氧树脂基复合材料层板。研究了温度、吸湿、频率、纤维体积分数和后固化等因素对该复合材料体系介电性能的影响。结果表明,在30~150℃温度范围内,QW220/5284RTM复合材料的介电常数和介电损耗均随温度升高而增大;纤维体积分数为53%时,该复合材料体系的饱和吸湿率较低,约为0.44%,吸水后,介电常数和介电损耗都有一定程度的增加;室温下,7~18GHz频率范围内,该复合材料体系的介电常数和介电损耗随频率改变没有表现出明显和规律的变化;该复合材料体系的介电常数和介电损耗随着纤维体积分数的提高而分别增大和减小;后固化使该复合材料体系的介电常数和介电损耗均减小。QW220/5284RTM复合材料具有良好的介电性能,且介电性能具有较好的耐环境特性,可用于飞机透波结构。     

乙烯基酯树脂改性双马来酰亚胺的研究

本工作用乙烯基酯树脂(VE树脂)与4,4'—二苯甲烷双马来酰亚胺(BMIM)预聚,得到了能溶于低沸点溶剂(丙酮)的改性树脂B。研究了不同配比的改性树脂的固化行为及固化物的耐热性。结果表明,在BMIM中加入VE树脂,改进了树脂的加工性能(降低了固化温度,改善了与增强纤维的复合能力),但同时也降低了固化树脂的耐热性。本工作还研究了改性树脂B与玻璃和碳纤维的复合工艺和复合材料的性能。结果表明,复合材料有高的冲击韧性,在250℃下仍有较高的强度保持率。     

全透波Nomex蜂窝夹层结构的研制及性能研究

研制了蒙皮/Nomex蜂窝/蒙皮的三明治夹层结构。对胶接后固化和整体共固化成型两种成型方式开展了研究，并分别测试了两种方案制备的夹层结构的面外静态压缩性能、侧压性能、对应蒙皮的力学性能（包含拉伸性能、压缩性能、弯曲性能和层间剪切性能），试验测试结果满足设计指标要求，在此基础上进一步开展了夹层结构平板样件的透波试验，试验结果表明，不同厚度夹层样件在2.2～3.0 GHz的频率范围内的透波率均高于95%，满足设计指标要求。     

石英纤维增强含硅芳炔树脂复合材料的制备与性能

通过模压成型工艺制备了石英纤维增强含硅芳炔树脂复合材料,研究了不同纤维直径的石英纤维斜纹布以及不同结构的石英纤维织物增强含硅芳炔树脂复合材料的力学性能和介电性能。研究结果表明,纤维直径为7.0μm的石英纤维增强含硅芳炔树脂复合材料比直径为7.5μm的具有更加优异的常温和高温力学性能。并且,2D石英纤维织物增强含硅芳炔树脂复合材料的力学性能优于3D。而纤维直径和织物结构的改变对该复合材料的介电性能影响不明显。     

树脂基透波复合材料研究进展

综述了树脂基透波复合材料的研究进展,在提出透波复合材料要求的基础上,对常用树脂基体和增强纤维的特点进行了介绍。分析了界面对透波复合材料性能的影响规律,提出了今后我国在树脂基透波复合材料方面的研究方向。     

绝缘制品用低成本树脂体系研究

本文研究开发出一种适用于纤维湿法缠绕并具有较好耐热性能的绝缘制品用低成本树脂体系。通过玻璃化转变温度、DSC分析方法研究了树脂体系的固化性能、热性能。通过试验摸索出了树脂体系的纤维湿法缠绕工艺,对树脂体系的介电性能、力学性能进行了研究,并对树脂体系与玻璃纤维复合的界面性能、力学性能进行了研究。本文研究的树脂体系具有良好的工艺性能、耐热性能、绝缘性能和机械性能,可以满足绝缘材料应用的需要。     

航天透波复合材料的研究进展

介绍了对舷天透波材料的具体要求，并详细探讨了航天透波复合材料纤维增强材料和树脂基体的研究进展，最后简单介绍了湿度、树脂含量、孔隙率、吸水性、后处理温度及时间、纤维的表面处理等因素对复合材料透波性能的影响。     

聚芳醚酮增韧混合环氧树脂体系研究——Ⅱ.粘度、固化度随温度变化关系及材料性能

本文阐述了AG—80/E—44/PEK—C/DDS体系在不同温度下的粘度、固化度随时间的变化规律,并与其它热熔预浸料用树脂进行了对比,并使用旋转粘度计和DSC研究其粘度和固化度,用INSTRON拉力机和TMA测定了在不同温度下固化树脂及复合材料的力学性能,用SEM研究了试样断裂面及树脂和纤维的粘结形貌。建立了本体系在不同温度下粘度与时间关系的数学方程,证明该体系适于作为热熔预浸料所需用的树脂体系。由该树脂体系的热熔预浸料制备的复合材料,其性能与T—300/5208体系近似,SEM观察结果发现树脂和纤维的粘结情况良好。     

石英纤维增强聚三唑树脂复合材料性能研究

本文研究了石英纤维增强的聚三唑树脂复合材料的固化行为、热性能、介电性能及力学性能。复合材料能够在80℃下固化成型,经过120℃/2h+150℃/2h+180℃/2h+200℃/2h+250℃/2h后处理,固化完全,玻璃化转变温度T g高达230℃,介电常数为3.8。力学性能随后处理温度升高而上升,至250℃时,弯曲强度和层间剪切强度分别为795MPa和61MPa,180℃时弯曲强度保留率达到59%。     

改性含硅芳炔树脂及其复合材料性能研究

含硅芳炔树脂(PSA树脂)具有良好的机械、耐热、透波等特性,是一种高性能的树脂基体.本文采用炔醚和噁嗪化合物改性含硅芳炔树脂,研究改性树脂的工艺性能、固化特性、耐热性能和介电性能,以及复合材料的力学性能.研究结果表明,改性含硅芳炔树脂具有低粘度、宽加工窗和良好的耐热性能,其复合材料具有优良的力学性能.