风电叶片用碳/玻层内混杂VARI成型复合材料结构与性能研究

采用真空辅助树脂灌注成型(VARI)工艺制备碳纤维/玻璃纤维(碳/玻)层内混杂织物的复合材料层合板,系统研究了不同混杂比的层内混杂复合材料的结构与性能。结果表明,随着碳纤维含量的增加,碳/玻层内混杂复合材料的0°拉伸强度逐渐增加而90°拉伸强度稍有下降;0°压缩强度和压缩模量均有上升;弯曲强度稍有降低而弯曲模量逐渐升高;层内剪切强度几乎维持不变;混杂复合材料的储能模量在混杂比达到1∶1时最高,随碳纤维含量继续增加而下降,碳纤维含量的提高也使混杂复合材料的内耗峰明显下降,界面阻尼降低;扫描电子显微镜观察复合材料90°拉伸断裂截面发现,不同混杂比的层内混杂复合材料中环氧树脂对纤维浸润充分,几乎没有观察到纤维拔出与基体的气孔缺陷。     

混杂纤维增强环氧树脂复合材料电缆芯湿热老化性能研究

高温高湿条件下对玻璃纤维/碳纤维混杂增强环氧树脂复合材料电缆芯进行加速湿热老化试验,比较了两种直径的复合材料电缆芯在相同老化条件下的力学性能,并从微观角度分析了湿热老化后力学性能下降的原因。结果表明,该复合材料电缆芯耐湿热老化性能较好,在80℃及RH95%下老化1750h后其弯曲强度保留率大于65%,层间剪切强度保留率大于58%。     

树脂对碳纤维/玻璃纤维层间混杂复合材料湿态弯曲特性影响

为了探究树脂基体对相同铺层方式下碳纤维/玻璃纤维层间混杂复合材料(碳/玻体积混杂比为1.86/1)干态、湿态(100℃水煮2 h)弯曲特性的影响,首先对环氧树脂和乙烯基树脂浇铸体试样分别开展了耐水性加速老化试验,并对两种树脂浇铸体试样在每个老化试验周期下分别开展剩余弯曲特性试验;然后对碳/玻层间混杂复合材料开展干、湿态弯曲试验。结果表明,无论是在常规试验(未经过老化)还是在各个老化试验周期,两种树脂浇铸体试样弯曲应力–位移曲线变化规律基本一致,但总体而言,环氧树脂浇铸体试样常规弯曲强度和各个阶段老化后弯曲强度均优于乙烯基树脂浇铸体试样;相同试验状态下,两种树脂基混杂复合材料试样湿态弯曲强度和弯曲弹性模量均较干态试样产生不同程度的降低,但环氧树脂基混杂复合材料试样在干、湿态环境下的弯曲性能均优于乙烯基树脂基混杂复合材料试样。     

一种VARI工艺用高温环氧树脂性能研究

开发了一种VARI工艺用高温环氧树脂5284VARI,通过DSC(差示扫描量热仪)测试了该树脂的固化反应特性,利用流变仪分析了该树脂的成型工艺特性,并通过力学试验机测试了树脂及其复合材料的力学性能。结果表明,该树脂体系在成型温度下具有粘度低和成型时间长的特点,适用于液态成型工艺,且该树脂具有良好的耐湿热环境性能。     

VARI环氧复材研制成功

VARI（Vacuum Assisted Resin Infusion,简称真空辅助成型）技术是一种新型的复合材料低成本、高性能成型技术,近年来在航空领域受到广泛的重视;基体树脂是VARI技术的基础材料。目前国内针对VARI工艺开发了一系列基体树脂,环氧树脂是其中重要品种。以前适合VARI工艺的高性能基体树脂在国内还是空白。为此,北京航空制造工程研究所自主开发了高性能VARI工艺基体树脂BA9912,     

基于FBG传感器的CF/GF混杂复合材料界面变形研究

利用FBG传感器对采用真空导入模塑工艺制作的CF/GF(Carbon Fiber/Glass Fiber)混杂复合材料在固化成型过程中以及成型后的界面性能进行了检测,此外,为了对比研究混杂复合材料的性能,还检测了CF/CF层和GF/GF层在成型和成型后的应变变化。结果显示:GF/GF、GF/CF和CF/CF复合材料的应变与温度之间存在良好的线性关系,且热膨胀系数的大小顺序为GF/GF层GF/CF层CF/CF层;FBG传感器监测CF/GF混杂复合材料热膨胀系数的转折温度与基体树脂的T_g值(79.09℃)相吻合;CF/GF混杂复合材料在20~120℃范围内升温、降温过程中未发生界面破坏。     

VARI成型高性能环氧树脂基复合材料性能研究

采用真空灌注工艺(VARI)制备了高性能环氧树脂/碳纤维复合材料,并进一步研究了该树脂基复合材料的基本力学性能,湿热环境性能及冲击损伤性能。结果表明:该复合材料制造成本低,力学性能良好、耐湿热环境性能优异,达到韧性级复合材料的水平。     

真空辅助树脂灌注配套基体树脂的制备及性能

针对真空辅助成型技术(VARI)对基体树脂的特殊要求,结合航空材料对性能的高要求,研制了BA9912中温固化环氧树脂体系。采用VARI工艺制备了G0827/BA9912复合材料,测试了BA9912树脂浇注料及其复合材料的力学性能和耐热性能,并与国内外同类树脂进行了适当的比较分析。分析测试结果表明,BA9912树脂具有良好的力学性能、耐热性能和工艺性能,能够满足VARI成型工艺要求,适合在航空航天领域中应用。     

VARI用环氧树脂体系制备及性能研究

通过对环氧树脂CYD128进行改性和添加活性稀释剂、自制胺类固化剂的方法,制备出VARI用环氧树脂体系并对其性能进行了研究。研究结果表明,该树脂体系28℃时粘度为0.285Pa·s,适用期2h,浇铸体及复合材料力学性能优异,可满足VARI成型工艺要求。     

苎麻纤维/玻璃纤维混杂增强不饱和聚酯复合材料的力学性能研究

采用真空辅助成型技术(VARI)制备不饱和聚酯为基体的苎麻/玻璃纤维混杂增强复合材料。通过改变层间混杂的铺层方式以及改变两种纤维的相对含量对比其力学性能,从而得到以上两种因素对力学性能的影响方式。结果表明,在相同的混杂比下,层间夹芯混杂(玻璃纤维在壳层,苎麻纤维在芯层)铺层的力学性能优于层间夹芯混杂(玻璃纤维在芯层,苎麻纤维在壳层)铺层,而层间交替混杂铺层的力学性能介于两者之间;在相同的铺层方式下,苎麻纤维相对含量与复合材料力学性能存在负相关关系,其中与拉伸性能呈现线性(一次函数)关系,与弯曲性能呈现三次函数关系。