透波用三维中空复合材料研究进展

介绍了透波用三维中空织物的成型工艺,包括手糊成型、真空导流成型及高效率连续化生产工艺,并综述了透波用三维中空织物的力学性能和透波性能研究进展。指出中空复合材料具有高比强度、刚性、韧性、耐腐蚀性等,可为现代工业制造产品创造更高的附加价值,并且随着导弹、天线罩等产品对透波性能的要求,使得具有特殊结构的三维中空织物复合材料在这些领域具有很大应用前景。随着三维中空织物复合材料的广泛应用,其成型工艺将不断被更新。     

低速冲击后三维中空夹层复合材料的压缩损伤容限

为了研究低速冲击后三维中空夹层复合材料的压缩损伤容限(剩余压缩强度),制作了满足要求的实验件并进行了剩余压缩强度对比实验.采用数码照片和外观检测等方法对压缩破坏损伤发展的过程进行了研究,分析了压缩破坏机理.结果表明,冲击损伤严重影响了三维中空夹层复合材料板的抗压能力,剩余压缩强度随冲击能量的增加而减少;三维中空夹层复合材料的压缩破坏主要由前面板控制,前面板发生局部屈曲的载荷与板的压缩破坏载荷几乎相等;表面蒙皮不仅能减少冲击损伤,而且能使板内的损伤显露在表面,容易让人发现.     

铺层结构对三维中空夹层复合材料压缩性能的影响

采用手糊成型制备了双夹层三维中空夹层复合材料,重点研究了厚度为5 mm和8 mm的三维中空织物ZK5和ZK8铺层顺序对复合材料压缩强度的影响,并从树脂含量、织物厚度匹配性角度进行分析。结果表明,随树脂含量增加,三维中空夹层复合材料的压缩强度明显提高;双夹层三维中空夹层复合材料中,下层的树脂含量明显高于上层;ZK5和ZK8织物铺层顺序对双夹层中空复合材料的压缩强度影响较大,其中将ZK8置于ZK5下层时复合材料的压缩强度为ZK8置于ZK5上层时的1.7倍,即在三维中空夹层复合材料总厚度不变的情况下,将高厚度中空织物置于下层的结构明显优于将其置于上层的结构。通过这一概念可以在保证三维中空夹层复合材料整体厚度尺寸不变、质量不增加的条件下通过铺层结构的匹配设计,最大限度地提高复合材料的力学性能。     

微波固化成型三维中空复合材料结构的力学性能

为了改善三维中空复合材料结构微波固化成型的固化均匀性,提出了添加外部导热附加模具和内部微波吸收剂两种不同的方法。通过试验研究了附加模具的材料、厚度以及微波吸收剂种类和含量对三维中空复合材料结构力学性能的影响。结果表明,结构的平压失效模式包括芯柱失稳和压溃,剪切失效模式为芯材剪切失效和界面脱粘,短梁弯曲的失效模式为面板/芯材界面的脱粘后屈曲破坏。相比于未添加附加模具,AlN和Al_2O_3陶瓷均可以提高结构的力学性能,但AlN的增强效果更显著。AlN模具厚度的增加不利于结构的力学性能,模具厚度从0.5 mm增加到1.5 mm时,结构的平压、剪切和芯材剪切强度均随之降低。微波吸收剂的添加均可提高中空结构的力学性能,其中剪切和芯材剪切强度随着石墨含量的增加而增加,平压强度随着石墨含量的增加先增加后降低,而Fe_3O_4含量变化则对结构力学性能的影响不显著。     

三维中空复合材料天线罩的有限元结构分析

某类型天线罩外形尺寸较大,减重要求高,三维中空复合材料可满足该类型天线罩透波和结构高强的要求。针对上述使用要求和实际工况,选择三维中空织物复合材料为主体结构,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料为补强面层,制备三维中空结构天线罩,采用有限元分析软件建立三维中空结构天线罩的有限元模型,对该类型天线罩在使用工况下的刚度、强度和稳定性进行分析,其计算结果满足刚度、强度和稳定性的要求,并通过压力试验验证中空夹层天线罩的变形量与有限元分析结果保持一致,从而指导该天线罩的铺层设计、优化及材料的选用。     

三维中空复合材料在天线罩上的应用研究

介绍了天线罩使用环境,天线罩材料应满足的要求(介电性能、力学性能、三防寿命、工艺性能、重量等),透波材料的选取和三维中空复合材料。对比了各种增强纤维的性能、常用树脂的介电性能、夹芯材料性能以及中空夹芯结构与实心玻璃钢结构天线罩性能,充分体现了三维中空结构的天然结构优势。     

三维中空夹芯复合材料侧压性能的有限元分析

本文利用有限元软件ANSYS,建立三维中空夹芯复合材料的结构模型,进行侧压性能研究。利用该模型,探讨了材料在1mm侧压位移载荷作用下复合材料中纤维、树脂和材料本身的应力、应变分布。结果表明,三维中空夹芯复合材料在侧压载荷作用下,上下面板中经、纬纱线交织处应力最大,最容易发生侧压破坏;芯材应力最小,不容易发生侧压破坏;复合材料在承受侧压载荷作用时,纤维起主要承载作用,树脂起次要作用;材料的破坏模式主要为树脂破裂。     

复合材料电性能在微波频段的测量

介绍复合材料在微波频段介电常数的测量方法和测量图，讨论各种技术的优缺点，以及测量误差和不确定性。     

纤维增强复合材料高频介电性能的理论估算

本文在文献[1]的基础上对玻璃纤维增强复合材料的介电损牦角正切进行理论分析,得出精确的估算公式,可供产品电性能设计时使用。     

高密度聚乙烯导电复合材料介电性能的研究

用熔融共混和热压工艺制备了CB/HDPE,MWNT/HDPE聚合物基复合材料,研究了填料体积含量,测试电压,填料形貌尺寸对复合体系介电性能的影响.实验表明,当导电填料含量达到渗流阈值附近时复合材料的介电常数达到最大,测试电压达到一定值时,渗流阈值附近的复合材料介电损耗会迅速增加,相同填料体积含量的MWNT/HDPE复合体系比CB/HDPE体系具有更高的介电常数,利用渗流理论、Maxwell-Wagner界面极化效应和微电容模型解释了实验现象.     

三维编织复合材料力学性能研究现状

对三维编织复合材料的力学性能研究现状进行了综述,研究内容大致归纳为细观结构特征研究、有限元仿真研究及实验研究。细观结构研究主要是研究单胞几何模型的建立和编织工艺与单胞结构模型的关系。有限元研究主要集中在利用有限元软件对细观结构模型进行力学分析、刚度强度性能预测。实验研究是运用实验的方法对材料的拉伸性能、弯曲性能及疲劳性能进行研究,并分析编织工艺参数和温度对其力学性能的影响。最后,对目前研究中存在的问题和今后的发展趋势进行了展望。     

三维多重结构增强玄武岩复合材料的力学性能研究

根据机织和针织复合材料各自的特点,以玄武岩纤维为材料,设计出一种新型的三维玄武岩纤维增强复合材料。对这种复合材料进行了拉伸、弯曲和重锤冲击测试,并对三种破坏机理进行了分析。     

混杂纤维复合材料的力学性能研究

采用盐酸和乙酸对金属纤维表面进行活化处理后，使之与环氧树脂的粘结性大为改善。研究了玻璃纤维与金属网混杂增强环氧树脂复合材料的力学性能。     

大麻增强聚乙烯复合材料的制备和性能研究

 本文制备了大麻织物增强聚乙烯复合材料, 探讨了成型工艺参数对复合材料拉伸、冲击等性能的影响,讨 论了大麻纤维含量对复合材料性能的影响, 运用扫描电子显微镜观察了复合材料的断面形貌。通过对试验结果的 分析对比,得到了较优化的复合材料制备工艺。     

三维浅交弯联复合材料结构与力学性能研究

以2400tex的玻璃纤维为原料,在SGA598型三维织机上,织制出三层和六层两种三维浅交弯联机织物作为三维机织复合材料预制体,将两块三层三维浅交弯联机织物层叠在一起以保持两种机织物的纬纱层数一致。将环氧树脂E51与聚醚胺WHR-H023以质量比为3∶1的比例混合后制成树脂基体,采用手糊成型的方式将预制体与树脂基体按照质量比为1∶1的比例复合成型,制备出两种三维浅交弯联机织复合材料。借助Instron 3385H型万能材料试验机对材料的拉伸及弯曲力学性能进行测试;通过实验过程及对破坏断面的观察比较两种复合材料的力学性能。实验结果表明,三维浅交弯联机织复合材料在承受拉伸及弯曲载荷时,主要表现为脆性破坏模式;六层三维浅交弯联机织物作为复合材料的预制体时,该复合材料的弯曲性能和拉伸性能均优于两块三层三维浅交弯联机织物层叠在一起作为增强体的复合材料;且六层机织物可以更好地保护复合材料,提高其使用寿命。     

MC尼龙/CaCO3纳米复合材料的制备及力学性能研究

用超声分散原位聚合法制备了铸型(MC)尼龙／CaCO3纳米复合材料,用扫描电镜(SEM)对纳米CaCO3粒子在基体中的分散情况进行了表征,研究了纳米CaCO3用量对复合材料力学性能的影响。研究结果表明,纳米CaCO3对MC尼龙具有增韧和增强的双重效果,复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度随着纳米CaCO3用量的增加先提高后降低,而断裂伸长率随着纳米CaCO3用量的增加而降低,当纳米CaCO3的用量为2％—3％时复合材料的综合性能最好。     

2.5D机织复合材料结构与力学性能关系的研究

本文设计了3种典型2.5D机织物组织,制作了满足要求的试验件.对2.5D机织复合材料经、纬向的拉伸、压缩和层间剪切等性能进行了试验研究,获得了该种材料的主要力学性能参数.分析了这几种材料的结构与性能的关系,得到了一些有益的结论.结论表明,2.5D机织复合材料的拉伸、压缩、剪切强度基本取决于其纱线倾角和纤维体积含量;相同层数的2.5D机织复合材料的拉伸、压缩、剪切强度均表现为深交联>浅交直联>浅交弯联.     

结构炭/炭复合材料力学性能及微观结构研究

采用四向编织、快速化学气相渗透致密化新工艺制备了炭／炭复合材料,其弯曲强度达３２０ＭＰａ。分析研究了这种材料的力学性能特征。利用ＳＥＭ和高分辨ＴＥＭ分析了基体炭、炭纤维／基体灰界面的精细结构,发现炭纤维呈单根被基体炭包围,基体现灰呈层片状,为二维有序的乱层石墨结构;在炭纤维与基体炭之间存在着过渡相,这一过渡相厚度的约几十纳米,随着与炭纤维之间距离的增大,它们之间形成的夹角由小变大,这一过渡相即为炭     

PP/改性纳米CaCO3复合材料力学性能与断裂形态研究

制备了反应性单体改性纳米CaCO3填充PP复合材料，研究了反应性单体丙烯酸(AA)和苯乙烯(St)在有、无过氧化二异丙苯(DCP)存在下改性纳米CaCO3填充PP复合材料的力学性能，并用扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料弯曲断面的形态。结果表明，PP／改性纳米CaCO3的力学性能优于PP／微米CaCO3的力学性能；在DCP存在下，AA、AA与St混合改性可使PP／纳米CaCO3的拉伸性能和弯曲性能提高，减小拉伸强度随CaCO3含量增加而下降的趋势；并可有效提高纳米CaCO3在基体中的分散性和界面粘结性。     

玄武岩纤维及其复合材料的微波介电性能

考察了玄武岩纤维及玄武岩纤维织物在2~18GHz频率范围的微波介电性能,结果表明玄武岩纤维的介电常数及介电损耗小,玄武岩纤维三轴向布和玄武岩纤维毡的反射损失均小于5d B。采用真空灌注成型法制备了玄武岩纤维-环氧树脂复合材料,采用弓形法测试其在2~18GHz频率范围的反射损耗,结果表明其在整个频段的反射损失均小于10d B,透波性能良好。