热解碳涂层碳纤维增强碳化硅复合材料热压工艺研究

采用经妥碳涂层的Ｍ４０ＪＢ碳纤维，以有机硅先驱体聚碳硅烷为粘结剂，絷压烧结制备了Ｃｔ／ＳｉＣ复合材料。测试了复合材料的性能并进行了对比，同时运用ＳＥＭ，ＴＥＭ等分析手段对复合材料的微观结构进行了表生。结果表明，所采用的碳纤维热解碳涂层对复合材料的性能有较大的影响，较好的热压温度为１８５０℃，压力为２５ＭＰａ。     

热压工艺对单向连续碳纤维增强聚苯硫醚/聚醚砜复合材料力学性能的影响

将溶液浸渍法和悬浮液浸渍法结合,通过热压成型制备了以聚苯硫醚/聚醚酚为基体的单向连续碳纤维增强复合材料,研究了不同树脂浓度和热压工艺参数下复合材料的力学性能。结果表明:在以12.5%质量浓度的PES-DMAc溶液体系中,以聚苯硫醚和聚醚砜质量比为1:3复配树脂构成的复合材料综合力学性能优于以单一聚醚砜为基体的复合材料。通过层间剪切强度、弯曲强度、压缩强度和冲击强度的测试,确定了复合材料的最佳加工工艺参数,利用扫描电镜分析了复合材料的在受力断裂时的破坏机理。     

连续碳纤维/聚酰胺6混编织物复合材料的成型及性能研究

为了改善碳纤维/聚酰胺6织物复合材料界面的结合状态,提高复合材料的力学性能,通过混编的方式制备了碳纤维/聚酰胺6预制体,混编织造前碳纤维经500℃-2 min高温处理后浸泡在1wt%浓度的PA 845H-TDS-CN上浆液中20 s,最后将预制体通过热压成型,制备碳纤维织物/聚酰胺6复合材料。采用TGA、DSC、SEM、万能拉伸试验机分析碳纤维/聚酰胺6复合材料的热性能、晶型变化、微观形貌及力学性能。结果表明,聚酰胺6树脂主要以α晶型存在,结晶较为完善。纤维拔出后,单根碳纤维表面附着部分尼龙基体,碳纤维与尼龙基体形成了良好的界面层。优化后的层合板工艺为：铺层数10层,热压温度240℃,热压压力3 MPa,热压时间15 min。此工艺下,复合材料平均拉伸强度达到了825 MPa,弯曲强度平均值达到了520 MPa。     

飞机复合材料制件热压罐成型温度场均匀性优化方法

针对热固性复合材料制件热压罐成型过程中,工装结构优化和降低升温速率等温度场均匀性优化方法的不足,提出了在"温度低谷"区域添加加热器来提高温度场均匀性的方法。通过温度场模拟确定加热器的个数、安放位置,并求解各个加热器的功率密度,实现对"温度低谷"区域的热量补偿,提高温度场的均匀性。通过实例分析,将热量补偿前的温度场和补偿后的进行对比,最大温差从20℃降低到6.5℃,温度场均匀性有了很大的改善。     

碳纤维／改性双马来酰亚胺复合材料RFI成型工艺数值模拟

通过在改性双马来酰亚胺树脂中添加热塑性酚酞聚芳醚砜（PES）,制备了在室温下具有良好成膜性的改性双马来酰亚胺树脂膜。改性双马来酰亚胺树脂的差示扫描量热（DSC）、凝胶时间、动态和恒温黏度研究表明,该树脂膜在初始反应温度130℃时,改性双马来酰亚胺的黏度为139．3mPa·s,黏度≤1000mPa·s和黏度≤3000mP...     

碳纤维树脂基复合材料及成型工艺与应用研究进展

目的 碳纤维树脂基复合材料的可设计性和性能优越性使得碳纤维及其树脂基复合材料的应用范围不断拓展.文章简述了碳纤维的性能、发展和分类,研究碳纤维树脂基复合材料的性能影响因素、成型工艺及应用领域,探索其未来研究的发展方向.方法 采用文献调研法,梳理和汇总国内外关于碳纤维树脂基复合材料的制备及应用研究,分析国内外关于其性能影响因素、成型工艺和应用领域的研究进展.结论 碳纤维树脂基复合材料性能受碳纤维含量、基体和碳纤维界面结合性能等因素的影响.国内碳纤维树脂基复合材料的成型技术主要以传统成型工艺为主,不同性能要求和结构特点的构件采用不同成型工艺.应用范围从航空航天、军工领域不断拓展至民用领域,生产制备的高效能化和低成本化是其未来发展方向.此外,环境问题及碳纤维的回收利用是未来碳纤维及其复合材料应用的关键问题.     

复合材料层板热压工艺参数的分析与优化

在热固性树脂基复合材料热压成型过程中,外加压力和加压时机是决定层板厚度、纤维含量以及孔隙含量的两个主要因素.基于复合材料热压成型过程树脂流动模型,采用遗传算法,根据固化层板纤维体积分数的要求,对单向和正交两种铺层形式的T700/5228和T700/5224层板加压时机进行了分析.以航空航天应用的典型纤维含量为准,对优化得到的加压时机以及不同工艺条件下固化层板内纤维分布特点进行了分析.结果表明,纤维、树脂种类相同,铺层方式不同,加压时机差别很大;纤维种类、铺层方式以及初始和优化目标相同的条件下,不同树脂体系,加压时刻树脂粘度基本相同;层板内纤维分布均匀性主要由纤维层压缩特性决定.采用本文建立优化方法,可以快速地得到满足目标纤维含量要求的加压时机,具有重要的学术价值和工程应用意义,有助于降低成本,缩短复合材料研制周期.     

热压制备碳化硼涂层碳纤维增强碳化硅复合材料

采用聚对亚苯基硼的甲苯溶液为前驱体,并制得碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,初步探索了该工艺的可行性,同时对复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明,所采用的碳纤维碳化硼涂层对复合材料的性能有很大的影响。     

复合材料构件热压罐成型工艺质量的群子理论分析

基于热压罐成型复合材料构件的无损检测数据, 利用群子统计理论分析了复合材料构件结构形式与成型质量的关联性, 建立了分层面积的群子模型, 获得了反映分层面积倾向性的群子参数, 对热压罐成型复合材料构件的工艺质量进行了评价。结果表明, 在所统计的航空复合材料构件中, 构件的分层面积分布以小分层为主, 构形复杂（如工形件）、过薄（1~2 mm）或过厚（>5 mm）的复合材料构件产生大分层的倾向性增大, 同时分层面积分布的分散性也增大, 成型质量不易控制。      

碳纤维增强尼龙6复合材料的阴离子聚合反应注射成型工艺

以己内酰胺为原料,自制己内酰胺钠(C10)、双酰化内酰胺-1,6-己二胺(C20)分别为引发剂和活化剂,首先对适用于反应注射成型技术(RIM)的尼龙6(PA6)阴离子聚合工艺进行探究。实验结果表明,提高引发剂浓度可提升聚合反应速率,转化率受影响并不明显,但分子量有所降低;而提高活化剂浓度,会导致聚合反应不完全;随着聚合温度的升高,反应速率明显加快,同时分子量增大,结晶度呈下降趋势。最终选取1.5 mol%的C10、1 mol%的C20,浸胶温度100℃、聚合温度180℃的工艺参数,利用自行研制的反应注射设备成功制备了单向碳纤维增强尼龙6 (CF/PA6)复合材料单向板,其沿纤维方向的拉伸强度可达974.2 MPa,弯曲强度达786.9 MPa。      

热压罐成型复合材料固化变形机理及控制研究

复合材料零件固化变形是多种因素综合作用的结果,如何优化结构及制造工艺以降低固化变形是许多科研工作者长期研究的课题.根据过程诱导应力和变形产生机理可将影响固化变形的因素分为热应力、固化收缩应力、温度梯度与树脂固化度、压力分布和树脂流动、模具与零件的相互作用等.分别介绍了这几种因素导致固化变形的机理,同时阐述了目前固化变形控制的研究进展.     

PP/HGMS复合材料真空热压成型及性能研究

以聚丙烯(PP)为基体,以高性能空心玻璃微珠(HGMS)为填充体,通过真空热压成型法制备聚丙烯/空心玻璃微珠复合材料。研究了HGMS填充体积分数对复合材料的密度、拉伸强度、压缩强度、剪切强度和吸水率的影响,分析了复合材料断口的微观形貌。结果表明,采用真空热压成型法能够制备性能优良的PP/HGMS复合材料。当HGMS体积分数达到50%时,复合材料的密度降低到0.645 g/cm~3,并且具有35.64 MPa的压缩强度和1.41%的吸水率。     

复合材料螺旋桨RTM成型工艺研究

为开展复合材料螺旋桨成型工艺的研究,分析了不同成型工艺的特点,提出采用树脂传递模塑成型技术(RTM)制作螺旋桨模型,制订了模具制备方案、纤维剪裁和铺层实施方案以及RTM工艺流程,制作了螺旋桨模型,并提出了工艺改进方案,进而开展了螺旋桨模型的强度试验.强度试验结果显示:随着载荷的增加,各测点处的应变值均呈线性增长,当加载到8 k N时各测点应变均在弹性范围内,桨叶未发生破坏.研究表明:采用本文制定的模具制备方案,特别是针对桨叶纤维布剪裁、铺层的难题提出的适合复杂型线纤维布剪裁和铺层的实施方案,用于成型夹芯复合材料螺旋桨模型可以满足预期强度要求,验证了本文工艺的可行性.     

连续碳纤维/Mg复合材料异形薄板件预制体制备与成型

针对连续碳纤维增强镁基(Cf/Mg)复合材料异形薄板件预制体制备成本高、性能不稳定等问题,提出了"仿形编织-环向缠绕-铺放定位-缝合增强"的低成本组合制备工艺,设计开发了与之相配套的预制体制备装置。通过理论与实验研究,确定薄板与凸台预制体分体制备:薄板预制体采用径向编织、环向缠绕,仿形无纬布织物与环向纤维层针刺合成,其中纬纱引纬张力控制在1.7~2.3N;凸台预制体采用无纬布横向叠层,再与环状薄板预制体缠绕缝合而成。所制备预制体外形完整,形态良好,环向碳纤维分布均匀、与径向增强碳纤维呈规则排列。经液固挤压制备的Cf/Mg复合材料异形薄板件表明,凸台与薄板连接强度良好,为成形高质量Cf/Mg复合材料异形薄板件奠定了基础。     

环氧复合材料层板热压成型孔隙缺陷影响因素

针对玻璃纤维/环氧复合材料, 采用真空袋和热压机工艺, 研究了层板中孔隙含量、 形态及其分布规律, 考察了成型温度、 工艺压力、 预浸料吸湿量、 铺层方式等因素对孔隙缺陷的影响, 并应用Kardos气泡模型对实验结果进行了理论分析。结果表明: 孔隙缺陷的主要影响因素随工艺方法而变化, 单向层板中孔隙率的分布规律有着很好的一致性; 同时Kardos气泡模型可用于判断孔隙缺陷的形成状况。      

复合材料热压成型过程的树脂压力测试系统

在树脂基复合材料的成型工艺中大多涉及到树脂的流动过程, 而树脂压力是反映这一过程的重要参数, 监测成型过程中树脂压力的变化可以为工艺参数的选择和构件质量的控制提供指导。本文中针对热压工艺, 根据液体传压原理和特点, 自行研制了复合材料成型过程树脂压力测试系统, 对系统的精度和动态响应性能进行了研究, 并以该系统为测试手段, 初步研究了玻璃纤维单向层板中树脂压力的变化规律。结果表明, 该系统具有准确度高和动态响应敏感的特点, 满足热压成型过程树脂压力的测试要求, 为研究工艺过程树脂流动行为提供了有力的测试与验证手段。      

复合材料热压成型过程用光纤压力测试技术

针对复合材料热压过程的工艺特性,建立了光纤微弯传感压力测试系统,并对系统在复合材料成型过程的适用性进行了评价。结果发现,该系统适合应用于温度小于120℃、压力范围0.005~0.5 MPa的测试环境,具有较好的重复性和稳定性;光纤在调制器中的排布密度、测试环境温度及光纤微弯形变回弹对输出光功率有一定的影响。在以上研究基础上拟合并验证了测试系统载荷-光功率方程。      

复合材料变厚层板热压成型缺陷类型与成因实验研究

采用热压机工艺与热压罐工艺两种成型方法制备了玻璃纤维/环氧 648 变厚度层板 , 研究了两种工艺下缺陷的形成机制及铺层方式和变厚梯度对缺陷程度和分布的影响。结果表明 : 纤维分布不均、 富树脂、 分层是主要缺陷类型 , 其中纤维分布不均由树脂二维流动引起 , 并与纤维不连续区、 纤维层渗透特性以及外压的均匀性有关; 富树脂主要是纤维的不连续性造成的 ; 而分层缺陷与纤维分布和热膨胀各向异性紧密相关。研究结果对变厚度复合材料层板的缺陷消除和成型质量控制有重要的指导意义。      

热压罐工艺环境对于先进复合材料框架式成型模具温度场的影响

热压罐固化工艺过程中的模具温度分布对于先进复合材料成形质量影响很大。本文在之前相关文献研究的基础上,对模具温度场分布的工艺环境因素作了进一步的研究。结果表明,工艺环境因素中,风速、升降温速率对于模具型面温差影响显著,而模具在罐内的摆放位置则对模具型面温度场温差影响很小。     

复合材料发射箱体缠绕成型工艺研究

目的针对矩形截面复合材料箱体,对缠绕成型工艺进行研究。方法优选材料体系并进行结构优化设计,利用组合式成型模具,通过螺旋缠绕方式,突破矩形截面箱体缠绕张力控制与功能层快速铺放等关键技术。结果箱体通过了各项性能试验及环境试验考核。结论该工艺适用于树脂基复合材料发射箱箱体缠绕成型,其他等截面树脂基复合材料构件缠绕成型可参照使用。