风电用碳纤维复合材料新品亮相

正在中国复合材料学会的大力支持下,澳盛科技新产品发布会于2018年8月初在京举行。此次发布的产品为基于高效率工艺的风电用碳纤维复合材料拉挤板材和超薄轻量低翘曲碳纤维复合片材。中国复合材料学会表示,当前,碳纤维复合材料作为新材料产业异军突起的领域,已经在原来粗放式发展的基础上有了创新。碳纤维复合材料作为新材料产业中     

大丝束碳纤维复合材料在风电叶片的应用

大功率风电机组尤其是海上风电大尺寸复合材料叶片对于材料的强度、耐疲劳性能及长期使用可靠性提出了更高的要求,高强度高刚度碳纤维增强复合材料拉挤板材为大尺寸风电叶片主梁结构提供了最佳解决方案。国产低成本大丝束碳纤维生产技术突破为碳纤维增强复合材料风电板材规模化应用奠定了基础,碳纤维/玻璃纤维(碳玻)混杂成型技术、碳纤维/聚氨酯体系拉挤成型技术为风电板材提供了更多可供选择的技术途径。本文结合上海石化48K大丝束碳纤维在风电领域应用研究成果及国内外风电板材新型技术进展,总结了大丝束碳纤维复合材料在风电叶片板材的应用途径。     

基于机器视觉的陶瓷基复合材料的螺纹表面缺陷检测

针对工厂人工检测螺纹表面缺陷成本高、效率低的缺陷,采用机器视觉检测系统来提高检测效率与精度.通过自主搭建螺纹表面缺陷自动检测平台.采用CCD相机采集表面缺陷图像,在MATLAB中分析以Si3N4颗粒为陶瓷基复合材料的螺纹表面缺陷.采用SWT变换、FFT变换、低通滤波、缺陷提取及边缘检测等操作,对螺纹表面缺陷进行识别分类...     

纤维张力及均匀性对输电导线复合芯性能影响

讨论了碳纤维复合芯拉挤工艺中纤维张力及张力均匀性对复合芯强度及成本的影响。试验利用纤维张力计测定碳纤维复合芯拉挤生产过程中的纤维张力,研究了不同张力条件下碳纤维复合芯抗拉强度、卷绕性能与张力关系,同时通过控制纤维张力的均匀性研究纤维张力均匀性与复合芯径向耐压强度的关系。试验结果表明,纤维张力的大小及均匀性对拉挤复合芯棒综合性能具有明显的影响,复合芯拉伸强度随着纤维张力的增加逐渐增加,当张力控制在0.6%纤维强力时为最佳制备工艺;纤维张力的均匀性提高,且复合芯棒的径向耐压性能提高。通过控制纤维张力可以相应减少碳纤维原材料用量,达到降低碳纤维复合芯成本的目的,有利于碳纤维复合芯导线的大规模推广应用。     

风电叶片用碳纤维复合材料大梁制备工艺及性能

通过对比三种不同工艺制成的碳纤维复合材料大梁的各项力学性能,探究风电叶片碳纤维复合材料大梁的最佳制备工艺。结果表明:拉挤工艺制作的碳纤维复合材料大梁,在拉伸、弯曲、层间剪切、压缩性能方面呈现最优的效果,并且保持了较高的纤维体积含量。     

碳纤维表面处理技术探讨

介绍了碳纤维的特点及碳纤维表面处理常用方法,采用液相氧化加上阳极氧化的复合表面处理法对碳纤维进行表面氧化处理,然后将表面处理后的碳纤维加捻、并合、再加捻,浸渍于热塑性聚氨脂树脂中,经干燥,制成附着量约为5%的碳纤维复合线;同时用未经表面处理的碳纤维,在同样条件下制成碳纤维复合线进行对比。结果表明:采用缓和的电化学氧化处理和加热处理,能使纤维表面的缺陷得到修复,碳纤维制造过程所形成的物理缺陷得到缓和,使碳纤维的机械强度可在复合材料中起到更大的作用。     

CF/PPS编织复合材料的制备及力学性能研究

采用混编法制备碳纤维(CF)/聚苯硫醚(PPS)混编织物,通过模压成型制备出连续碳纤维增强聚苯硫醚复合板材。研究铺层层数、热压温度、热压时间、树脂含量和处理混编织物的硅烷偶联剂种类对复合板材力学性能的影响,采用万能材料试验机、扫描电子显微镜、SEM-EDS等手段对碳纤维和复合材料层压板进行表征。结果表明碳纤维增强聚苯硫醚复合板材的最佳工艺条件为:铺层层数为20层,热压温度为330℃,热压时间为30 min,树脂质量分数为50.2%;使用硅烷偶联剂KH560处理后,复合板材力学性能显著提高,其拉伸强度和弯曲强度分别为920.1 MPa、890.6 MPa。     

RTM碳纤维复合材料宏观缺陷超声表征及分析

以RTM碳纤维复合材料为研究对象,通过超声特征扫描成像系统对大量试样进行检测,由理论可知,超声波的反射特性会随着宏观缺陷类型的不同而不同。首先从理论上分析各缺陷的反射特性,然后找出不同的宏观自然缺陷,归纳总结各种缺陷对应的图像特点,再采取破坏方法对试样进行切割、打磨,通过显微镜观察不同缺陷形貌特征。结果表明,超声特征扫描成像系统可以检测并分辨出不同的宏观缺陷,通过观察缺陷金相图可知不同类型缺陷形貌特征也各不相同,为RTM碳纤维复合材料宏观缺陷检测及形貌研究提供了一种可行方案。     

碳纤维/玻璃纤维混杂拉挤板的力学性能研究

混杂复合材料可以改善复合材料的某些性能，提高其性价比，在工业领域中得到了广泛应用。本文使用碳纤维、玻璃纤维和环氧树脂，进行了五种不同碳纤维相对体积比夹芯型混杂拉挤板的设计和试制。针对完成的混杂拉挤板，对其拉伸性能、压缩性能和弯曲性能进行了实验，并对实测数据与混合定律计算数据进行了比较和分析。实验表明：本文研究的碳纤维/玻璃纤维(碳/玻)混杂拉挤板，其拉伸强度和压缩强度均呈负的混杂效应，拉伸模量和压缩模量都符合混合定律；弯曲强度呈负的混杂效应，而弯曲模量则呈正的混杂效应。     

聚双环戊二烯/碳纤维复合材料的制备和力学性质

采用扫描电镜(SEM)对分别经刻蚀、氧化及氧化后再刻蚀的碳纤维表面进行表征;用不同方法处理的碳纤维通过反应注射成型(RIM)技术制备出了聚双环戊二烯(PDCPD)/碳纤维复合材料,对材料的断面形貌和力学性能进行了表征.结果表明,在实验范围内,经过氧化后再刻蚀的碳纤维其复合材料力学性能提高较大,随着碳纤维含量的增加,复合...     

Cu＋Ni复合镀碳纤维增强堇青石基复合材料的研究

通过化学镀方法，在碳纤维表面分别镀上Ni和Cu Ni镀层，以这种表面改性碳纤维与堇青石陶瓷复合，制备表面改性碳纤维增强堇青石基复合材料；研究碳纤维，镀镍碳纤维，铜镍复合镀碳纤维的含量对复合材料的抗弯强度，尺寸变化率，密度和孔隙率等的影响规律。结果表明，碳纤维可以显著地提高材料的性能，表面改性碳纤维可以进一步提高材料性能，尤其是铜镍复合镀碳纤维的增强效果更好，其抗弯强度比基体的抗弯强度提高3．5倍，纤维与基体的复合质量较好。     

纤维对尼龙—66复合材料断裂性能的影响

对纤维增强尼龙—66复合材料的强度和韧性的评价,可通过纤维长度、体积以及树脂与玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维的粘接作用来确定。材料可通过挤出和拉挤的方法进行复合。为了预测制件性能,了解影响热塑性复合材料机械性能的因素是极其重要的。短纤维增强热塑性树脂的断裂性能是早期研究的热门课题,而长纤维热塑性复合材料新系列需要与通用材料的比较来进行评价。近来商品化的Verton(ICI商标)产品就是用连续长纤维挤拉混合的。除挤出外,拉挤作为一种熔融混合方法,能使长纤维有效地用于加工部件。     

基于DSC法的混杂纤维增强树脂基复合材料拉挤工艺研究

为提高碳纤维/玻璃纤维混杂增强树脂基复合材料(以下简称混杂纤维复合材料)拉挤型材的固化质量和力学性能,通过差示扫描量热分析(DSC)法,得出了相同配方条件下复合材料的4种不同升温速率下的固化DSC曲线,运用T–β外推法初步确定了三段式加热拉挤成型方法的温度工艺参数范围。在此基础上,选择直径为10 mm的混杂纤维棒材作为研究对象,变化不同的拉挤温度和速度制备型材,并对其分别进行力学性能试验,研究拉挤工艺参数对复合材料力学性能的影响,从而根据力学性能表征进一步明确适合于本配方的生产工艺参数。结果表明,通过以上方法所得到的混杂纤维复合材料拉挤工艺参数能够满足制备混杂纤维复合材料型材的要求;与传统的经验方法相比,采用该方法更为高效和准确。     

高低温老化对碳纤维复合材料芯棒结构性能的影响

采用拉挤工艺制备了碳纤维增强环氧树脂基复合材料芯棒,并对其进行高低温人工加速老化试验,以及对老化前后碳纤维复合材料芯棒的横截面、外观颜色和密度进行了测试和分析。结果表明,高低温老化使芯棒颜色加深,主要对芯棒的外层产生一定的影响,内部结构没有明显变化;老化后芯棒的密度比老化前减小约2.5%,并且不同老化周期对芯棒的密度基本不变。     

一种基于频域变换的无监督车身漆膜缺陷检测算法

针对现有的2D汽车漆膜缺陷检测算法不能很好地检测出颜色暗、对比度低和较小的漆膜缺陷的问题,提出了一种基于频域变换的漆膜缺陷检测算法。首先通过对其主频率进行零掩码来消除图像背景中频谱显示较高梯度值分量的图像背景噪声。然后使用小波收缩法对傅里叶逆变换后的图像进行去噪。通过小波系数进行阈值修改,提取缺陷的高频信息,最后对重建后的图像使用阈值分割法分割出缺陷区域。对不同尺度和类型缺陷样本进行实验的结果表明,该算法检测准确率为95.01%,且具备良好的鲁棒性。     

CF增强聚三氟氯乙烯复合材料加工工艺

采用复合挤出和压制相结合的方法探讨碳纤维(CF)增强聚三氟氯乙烯(PCTFE)复合材料的加工工艺,该方法减少成型过程中产生的缺陷,提高复合材料的物理性能。通过改变CF的长度、挤出方式、塑化时间,研究了不同条件下所制得的复合材料的力学性能和表面状况。结果表明,短切CF复合材料性能均一性好,而长CF不利于复合材料整体性能的提高。经对不同工艺试验结果分析,采用螺杆小、长度相对较短的双螺杆挤出机,PCTFE分解少,短切CF在料筒经过的距离短,剪切损失小,补强效果明显,压缩强度及压缩弹性模量明显提高。塑化时间为90 min,保压时间为100 min,采用真空压制时,试样的力学性能和表面状况达到最佳状态。     

混杂纤维增强复合材料梁挠度计算理论研究

本文针对目前土木工程中最新出现的混杂纤维树脂基复合材料梁,以3组不同碳纤维含量的混杂纤维拉挤型材薄壁梁构件作为研究对象,通过模型试验、有限元数值分析和理论分析进行对比。研究表明,与相同截面玻璃钢相比,上下翼缘采用碳纤维增强的混杂纤维拉挤型材抗弯刚度有明显提高,但是抗剪切变形能力提高有限。在进行混杂纤维树脂基复合材料梁的挠度计算时须采用考虑横向剪切变形对挠度影响的铁木辛柯梁理论。     

相控阵超声检测技术在碳纤维复合材料分层缺陷的应用研究

碳纤维复合材料在热成型过程中易产生分层缺陷,本文研究了相控阵超声检测技术对于分层缺陷的定量结果,以及人员检验技能水平对于该测量系统的影响程度。通过预埋不同深度、不同直径的分层缺陷制备试样,使用相控阵超声的B、C扫描图像进行检测分析,并对此测量系统进行分析。结果表明：相控阵超声检测技术能够较准确定量且直观呈现分层缺陷,且检测结果受检验员技能水平影响程度很小。     

碳毡复合材料无损检测对比试块设计及工艺

在飞机制造过程中需要进行大量超声波无损检测来检验复合材料制件内部质量.作为无损检测实施过程中对内部损伤评定的标尺,对比试块的需求量也应运而增.针对不同种类复合材料、不同结构零件,需要设计相应对比试块作为内部探伤依据.从材料特性及零件结构出发,根据穿透法A扫描可检测的缺陷类型,阐述带有不同角度碳毡的层状碳纤维复合材料结构...     

快速拉挤用环氧树脂体系TTT图构建及应用

拉挤成型复合材料由于其质量轻、强度高、生产成本低等优点被广泛应用。拉挤成型用树脂基体是影响复合材料工艺和性能的关键因素，掌握其在成型固化过程中的凝胶化和玻璃化行为对工艺制定和提高复合材料性能具有重要意义。文中制备了快速拉挤成型环氧树脂基体，采用动态差示扫描量热仪(DSC)和半经验的唯象模型研究了树脂固化度和固化时间、温度之间的关系，绘制了等固化度曲线；采用恒温DSC得到了基于DiBenedetto经验方程的玻璃化转变曲线；通过测试树脂的凝胶点，研究了凝胶时间和温度的关系。综合上述工作绘制了拉挤树脂体系的TTT(Time-Temperature-Transition)图，由TTT图确定了拉挤速度及模具温度设置。依据确定的工艺参数制备了拉挤板材，经超声扫描和DSC测试，复合材料内部无空隙，玻璃化转变温度达到了树脂完全固化水平。