两种成型工艺碳纤维/环氧树脂复合材料的拉压力学性能与破坏机制

对采用高压-树脂传递模塑(HP-RTM)成型工艺和湿法压膜(WCM)成型工艺制备的碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层合板进行力学试验,并观察微观组织和破坏形貌.结果表明:HP-RTM工艺制备的CF/EP复合材料单向板中纤维排列一致性较好、树脂分布均匀,但是纤维和树脂结合界面较差,其平均力学性能要优于WCM工艺,但...     

碳纤维及其复合材料领域

正历史性突破:江苏国新年产7万辆碳纤维轻量化纯电动乘用车项目获核准1月8日,江苏省发改委核准盐城国投·江苏奥新项目:江苏国新新能源乘用车有限公司年产7万辆碳纤维轻量化纯电动乘用车项目。该项目落户于盐城经济技术开发区内,总投资29. 5亿元,总建筑面积16. 8万平米,分两次建设,一期按照碳纤维复合材料热固成型(HP-RTM为主)工艺建设年产2万辆碳纤维轻量化纯电动乘用车能力,二期按照碳纤维复合材料热塑成型工艺(C-SMC、LET-D为主)建设年产5万辆轻量化纯     

基于快速固化树脂体系的VARI工艺优化

复合材料成型工艺中,快速成型工艺有HP-RTM,湿法模压和SMC模压等,工艺的成型特点有:树脂固化速度快,生产节拍快,产品性能好等。常规复材成型工艺有RTM, VARI和手糊工艺等,但工艺中应用的树脂体系固化周期长,生产效率低,生产节拍长。在室温下,快速固化树脂的粘度高,操作时间短,凝胶时间快;而常规树脂的粘度低,操作时间长,但是固化时间较长。因此,本文探索了快速固化树脂体系与VARI工艺相结合的方法,制作了400*400*2 mm的碳纤维复合材料层合板。与普通VARI工艺相比,该方法注胶时间缩短了75%,固化速度提高了67%;而与HP-RTM相比,则大大降低了制作成本。快速固化树脂优化VARI工艺的方法,打破了快速固化树脂仅能应用到快速成型工艺的常规思想,缩短了VARI工艺的生产周期,提高了生产效率;此外,该优化工艺也可替代快速液体成型工艺进行前期测试样板的制作,以进行快速固化树脂与织物结合性、浸润性的验证,节省了模具制作、设备使用、试验材料耗费等成本。     

江苏国新年产7万辆碳纤维轻量化纯电动乘用车项目获核准

<正>2019年1月8日,江苏省发改委核准盐城国投·江苏奥新项目——江苏国新新能源乘用车有限公司年产7万辆碳纤维轻量化纯电动乘用车项目。该项目落户于盐城经济技术开发区内,总投资29.5亿元,总建筑面积16.8万m~2,分两次建设。一期按照碳纤维复合材料热固成型(HP-RTM为主)工艺建设年产2万辆碳纤维轻量化纯电动乘用车能力,二期     

VARTM成型工艺制备碳纤维复合材料的研究进展

VARTM工艺具备多层成型容易、成型范围广、纤维体积含量高、成型与粘结同时进行,缩短施工时间等优点,在各个领域得到广泛的应用。该文在分析VARTM成型工艺技术优缺点的基础上,阐述了VARTM工艺技术在碳纤维复合材料制备的过程中,对制备的碳纤维复合材料弯曲性能、拉伸性能、承载力及导电性能以及界面性能方面的影响,揭示了性能产生影响的原因,为VARTM成型工艺在碳纤维复合材料制备及在更多领域上的应用研究提供了更多的理论依据。     

碳纤维复合材料的应用现状与发展趋势

简述了我国碳纤维复合材料的成型工艺及应用领域现状、碳纤维复合材料的主流加工工艺,重点分析了碳纤维复合材料在航空航天、汽车、风电、体育休闲等领域的应用,研究了该产业的发展趋势,提出相关建议。     

连续碳纤增强B柱加强板结构设计与铺覆仿真

针对连续纤维复合材料成型过程中在大曲率位置易导致纤维断裂、褶皱、撕裂等缺陷问题,本文基于连续纤维复合材料随模铺覆仿真方法,理论分析了铺覆起点、初始取向对铺覆效果的影响规律。以减少纤维成型缺陷为目标,开展了连续碳纤维增强复合材料B柱加强板的结构优化和铺覆优化设计,确定了面向热压成型工艺的B柱加强板几何结构和预浸料铺覆方式。通过分块铺覆优化,使0°、90°、45°、-45°的铺层不合格占比分别由45.18%、52.83%、72.21%、71.78%降至2.47%、3.45%、5.31%、4.77%,有效提高了连续碳纤维的随模铺覆性。基于优化的铺覆设计,成功试制出满足性能要求的B柱加强板。     

PAN基碳纤维增强复合材料生产工艺及应用

阐述了PAN原丝生产工艺，碳纤维成形工艺及纤维表面处理，同时介绍了碳纤维复合材料的成型工艺及其应用。     

热膨胀成型工艺应用于碳纤维复合材料

简要叙述了热膨胀成型工艺的原理、材料及影响因素，并应用该工艺研制了碳纤维复合材料制件。该工艺适用于多腔体复合材料制件的整体共固化成型。     

碳纤维增强热塑性复合材料成型工艺的研究进展

对碳纤维增强热塑性复合材料的传统成型工艺以及新型快速成型工艺的技术过程与特点进行了归纳分析,综述了国内外关于这些成型工艺的研究进展和应用,其中重点介绍了传统成型工艺的热压罐成型、拉挤成型和缠绕成型等以及新型快速成型工艺中的自动纤维铺放成型、超声波快速固结成型、激光固结成型、电子束固结成型、真空辅助成型和3D打印成型,最后指出了目前我国碳纤维增强热塑性复合材料成型工艺研究存在的问题并总结了成型工艺的发展方向。     

碳纤维复合材料在无人机上的应用

介绍了碳纤维复合材料在无人机上的应用优势,对世界上几种先进的无人机上的碳纤维复合材料应用情况进行了简介,并对未来无人机用碳纤维复合材料的研究发展趋势进行了分析和探讨。指出完善的设计和工艺体系、降低材料成本、开展结构设计研究、研发新的成型工艺、发展隐身技术和低成本快速修复技术是未来研发趋势。     

碳纤维复合材料方管硅橡胶热膨胀成型工艺研究

针对碳纤维复合材料方管,设计制备了硅橡胶热膨胀工艺成型模具,并制备了碳纤维/双马树脂和碳纤维/环氧树脂复合材料方管,研究了成型过程中硅橡胶的温度变化规律,考察了方管的成型质量及其影响因素。结果表明,按照所建立的热膨胀工艺模具尺寸设计公式,可给出硅橡胶芯模的尺寸和工艺间隙;模具内腔的空气对流情况对硅橡胶的温度变化有重要影响;工艺间隙对方管成型质量有很大影响,当工艺间隙与理论计算值相符时,碳纤维/环氧树脂管件的表面和内部质量良好,厚度与设计值一致;碳纤维/双马树脂管件成型时,复合材料内部容易产生孔隙缺陷,采用真空辅助的热膨胀工艺方法,能够有效消除孔隙缺陷。     

碳纤维复合材料汽车前地板的研制

阐述了通过对碳纤维复合材料汽车前地板的研制,以金属白车身为设计依据确定了碳纤维复合材料前地板的结构。分析确定了材料及成型工艺,研究了预成型体制作,设计出了多点注射快速RTM模具,并成功制备了碳纤维增强热固性环氧复合材料前地板。产品经过刚度及模态测试,其结果满足汽车整车厂提出的技术要求,而且减重效果明显,说明碳纤维复合材料作为主受力结构件在汽车上的应用是可行的。     

复合材料液体成型技术的航空应用

综述了复合材料液体成型技术在航空方面的研究与应用进展情况。概述了树脂基复合材料的航空应用,对复合材料液体成型技术的含义和几种典型液体成型技术的优缺点及其在航空领域的应用进行了回顾,总结了复合材料液体成型技术的最新研究进展,分析了液体成型技术现阶段存在的某些工艺问题,概括了自动化铺放等辅助液体成型技术的航空应用以及液体成型技术在承力型结构上的应用。重点总结了国内外液体成型技术的差距,讨论了复合材料液体成型技术亟待解决的问题,展望了液体成型技术未来发展前景,认为液体成型工艺将逐步实现整体化、自动化、数字化和智能化发展。     

碳纤维复合材料埋件在蜂窝夹层结构中的应用

本文以“嫦娥五号”月球探测器支撑结构和整形连接结构产品研制任务为背景,阐述了碳纤维复合材料埋件在蜂窝夹层结构中的成功应用,成功达到减重目标。本文介绍了在蜂窝夹层结构中采用碳纤维复合材料埋件代替铝合金埋件的应用过程,首先采用三维机织-RTM工艺和缝合-RTM工艺制造碳纤维复合材料坯件,进而通过机械加工手段制备相应埋件,为满足使用需求,在埋件内部安装相应的钢丝螺套。进一步对碳纤维复合材料埋件进行了力学性能和使用性能的试验验证,实现了碳纤维复合材料埋件在“嫦娥五号”月球探测器支撑结构和整形连接结构上的成功应用,满足结构力学和功能的需求,并达到结构减重和减小热变形的效果,值得推广应用。     

碳纤维复合材料运动器械领域材料制备及性能研究

随着经济的发展,体育运动已经成为人们生活中重要的一部分,因此人们对运动器械的要求也越来越高。随着科技的发展,越来越多的新材料开始应用于运动器械制造中,如石墨烯镁基复合材料、纳米碳材料、碳纤维复合材料等都因其具有的特殊性能而被应用于运动器械领域中。文章介绍了碳纤维复合材料及其性能;从缠绕成型技术、横压成型技术、热压罐工艺、真空袋压工艺等方面分析了碳纤维复合材料的制备工艺;最后从质量轻便、力学性能优异等方面阐释了碳纤维材料在运动器械中的应用优势。     

碳纤维复合材料在汽车工业中的应用

节能减排是当前汽车工业可持续发展迫切需要解决的问题,采用碳纤维复合材料等轻质材料使汽车轻量化是一个有效的解决办法。介绍了碳纤维复合材料的性能特点和在汽车上的应用现状,从材料、设计和成型工艺3个方面分析了其在国内汽车工业应用中的问题,提出了促进碳纤维复合材料广泛应用的发展建议,并展望了其在汽车工业中的应用前景。     

一种装饰用碳纤维复合材料锻造成型新工艺及拉伸性能研究

为了提升室内设计中碳纤维复合材料的拉伸性能,提出一种锻造成型的新工艺。研究了模压压力、加压温度、固化温度、保温时间等参数对碳纤维复合材料拉伸性能的影响。结果表明,随着模压压力、加压温度、固化温度、保温时间增加,碳纤维复合材料的拉伸强度和标准化拉伸强度先增大后减小;适宜的碳纤维复合材料的成型工艺参数为：模压压力为10 MPa、加压温度110℃、固化温度140℃、保温时间30 min;碳纤维复合材料拉伸过程中主要有3种破坏形式：纤维拔出、树脂断裂和内聚破坏,最佳工艺参数下碳纤维复合材料的断裂方式为内聚破坏。     

乒乓球拍用复合材料的成形工艺与性能研究

研究了成型温度和成型压力对兵乓球拍用碳纤维复合材料弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的弯曲强度和弯曲模量都呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得弯曲强度和弯曲模量最大值。随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的拉伸强度呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得拉伸强度最大值,为1.71GPa。碳纤维复合材料适宜的成型工艺为:成型温度380℃、成型压力4.7MPa。     

整体式碳纤维复合材料纯电动汽车上车体结构件研制

依托某全新开发的纯电动车型,开展碳纤维复合材料上车体结构设计及验证;根据原上车体设计的性能要求及碳纤维复合材料的材料和成型工艺特性进行结构设计,CAE分析验证,零部件及整车验证,成功试制碳纤维复合材料上车体并应用于整车。研究结果表明,碳纤维复合材料经合理的结构设计更适合作为结构件在汽车领域中予以应用,并具有显著轻量化效果,在汽车尤其是纯电动轿车领域具有发展前景。