大丝束碳纤维复合材料力学性能研究

本文研究了大丝束碳纤维(48K)复合材料的常规力学性能及耐湿热性能，并与小丝束碳纤维(T300．3K)复合材料进行了对比，研究结果可为大丝束复合材料在航空器的次承力件或非承力件的应用提供技术基础。     

碳纤维增强复合材料接头研究进展

本文综合叙述了碳纤维增强复合材料接头的设计、成型工艺、强度分析、试验方法及其研究进展,重点介绍了碳纤维增强复合材料耳片接头的尺寸设计、铺层设计和承载设计,以模压法和三维编织法为例介绍了耳片接头的工艺流程,对用于接头强度分析的有限元法、解析法及其相关的强度理论进行了叙述,探讨了复合材料接头拉伸、弯曲和剪切的试验方法,指出了接头设计和试验中存在的问题和今后的研究方向。研究表明,碳纤维增强复合材料接头一般优先选择增强型层压式结构形式,三维编织呈厚度方向增强结构以及关于接头疲劳的研究是今后研究和发展的方向。     

碳纤维-环氧树脂复合材料的制备及力学性能表征

用低温等离子体技术对碳纤维针织物进行处理,将E-44环氧树脂基体与碳纤维织物进行复合,在温度为40℃、模压压力1.5 MPa条件下,采用模压成型法,加热1 h,保温2 h后,制备出碳纤维复合材料。测试了复合材料的拉伸性能、弯曲性能及压缩性能,得出经过等离子体处理后,碳纤维复合材料的纵向拉伸强度比改性处理前提高了31.12%,横向拉伸强度提高了40.61%;纵向弯曲强度提高了26.42%,横向弯曲强度提高了23.41%;纵向抗压强度提高了40.41%,横向抗压强度提高了29.74%。等离子体处理有利于碳纤维与树脂的结合,使得制备出的碳纤维复合材料的力学性能得到提高。     

复合材料K/T型接头真空辅助成型工艺树脂流动研究

城市的现代化进程促进了大跨度结构的应用,用于结构间的连接接头需要具有良好的力学、耐疲劳和耐腐蚀性能。先进复合材料以优异的性能成为理想的接头材料,但高昂的制造成本限制了其应用。对基于真空辅助成型(VARTM)工艺制造K/T型接头时的树脂流动过程进行了研究,通过考察四种可能树脂注模方式所需注模时间及流动前锋的信息确定合理的工艺方式;并将模拟结果与相应试验结果对比分析,两者表现出良好的一致性。采用复合材料接头一体化制造模具制造出K/T型接头,并组装了典型复合材料桁架结构。试验结果表明,模拟所得注模方式可实现复合材料K/T型接头的低成本工艺制造,避免了由传统试错法确定注模方式带来的高成本。     

5231树脂体系/碳纤维复合材料力学性能研究

着重研究了5231／T300复合材料的常规力学性能和高温下的力学性能,并与5222／T300复合材料的相应性能进行了对比,试验表明,前者在抗压缩模量和抗剪切性能方面比后者略低,其他力学性能基本相当,耐高温性能良好,另外,5231碳布预浸料可与铝蜂窝直接共固化,抗滚筒剥离强度较高,该复合材料可应用于飞机的结构件上。     

碳纤维/石英纤维混杂树脂基复合材料力学性能研究

研究了石英纤维与T700级碳纤维层间混杂树脂基复合材料的拉伸、压缩和面内剪切性能.研究结果表明,对于单向铺层的材料,相较纯石英纤维树脂基复合材料,混杂工艺能够使石英纤维树脂基复合材料的拉伸模量,从41.5 GPa增大到86.7 GPa,性能提升约109％,拉伸破坏强度保持相对稳定;压缩模量从40.1 GPa增大到77....     

复合材料胶接接头力学性能的研究进展

回顾了近10年复合材料胶接接头力学性能的最新研究进展,从搭接结构、黏合剂、被粘物、环境条件以及接头缺陷等方面,综述各种因素对接头力学性能的定性影响趋势和定量影响程度,为复合材料构件之间的连接设计提供依据。     

碳纤维表面处理对树脂基复合材料力学性能影响研究进展

综述了近期国内在树脂基复合材料用碳纤维表面处理方面的研究进展。其中碳纤维表面处理方法主要包括氧化处理、表面涂层处理、等离子体处理以及超临界流体处理等,对采用这些处理方法后碳纤维增强树脂基复合材料的相关力学性能变化情况进行了总结归纳。     

异形微型碳纤维复合材料对混凝土力学性能的影响

通过轴心拉伸试验考察了棒状、片状(宽、窄)、波浪形这几种异形微型聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料对混凝土力学性能的影响。实验表明:碳纤维复合材料的加入可以有效、较大程度地提高混凝土的抗拉强度、强度和抗折强度。其中,与基准混凝土相比,异形微型碳纤维增强混凝土的抗拉强度最大可提高64%;增强混凝土的标号最大可从C40~C45级增加为C60级;随着复合材料比表面积和的增加,增强混凝土的强度和抗折强度最大可分别提高45.6%和50.6%;此外,在相同尺寸及比表面积下,波浪形碳纤维混凝土比片状碳纤维混凝土更难被折断。以上均证明PAN基碳纤维复合材料对混凝土有较好的增韧作用。     

混杂比对交织芳纶碳纤维复合材料力学性能的影响

为了分析混杂比对层内混杂复合材料力学性能的影响,利用交织方式制备芳纶碳纤维混杂增强体织物,并通过交织物纬纱系统中芳纶与碳纤维的纱线配置比例调整碳纤维在增强体结构中的混杂比。采用真空辅助成型技术制备层内混杂结构的芳纶碳纤维混杂（ACFH）复合材料,并对复合材料的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能进行测试。结果表明,增强体纬向系统中芳纶与碳纤维的不均质性对ACFC复合材料经方向上的拉伸强度起消极作用;混杂比的增加对ACFC复合材料的纬向拉伸破坏和弯曲损伤具有抑制作用;纬向上,ACFC复合材料的拉伸强度最高提高了近6倍,弯曲强度最小增加了4.04倍;芳纶与碳纤维混杂协同作用有利于ACFC复合材料的抗冲击性能改善,且混杂比存在最佳值。     

碳纤维对C_f-HA/PMMA复合材料力学性能的影响

采用原位合成和溶液共混相结合的方法,制备了短切碳纤维(Cf)增强纳米羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/聚甲基丙烯酸甲酯[poly(methyl methacrylate),PMMA]生物复合材料(Cf-HA/PMMA).重点研究了短切碳纤维对Cf-HA/PMMA复合材料的微观结构和力学性能的影响.采用万能材料试验机测试了Cf-HA/PMMA复合材料的力学性能,使用扫描电子显微镜对材料微观形貌进行了测试和表征.结果表明:采用浓硝酸和二甲基亚砜处理后的碳纤维与PMMA基体的界面结合性得到有效改善,显著提高了Cf-HA/PMMA复合材料的力学性能;碳纤维和HA的质量分数分别为4%和8%,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和压缩强度均达到最佳值.     

碳纤维增强液晶聚合物复合材料在生物实验中的力学性能研究

参考芬兰的Tampere理工大学生物实验方法，测试碳纤维／热致液晶聚合物(CF／TLCP)复合材料的生物相容性。分别将制备好的CF／TLCP复合材料植于实验兔皮下组织，经过12、24、52星期后，测试复合材料的力学性能，发现力学性能没有发生改变，生物体没有发生异常。结果证明复合材料的生物相容性优良。     

碳纤维增强铸型尼龙力学性能研究

考察了碳纤维的表面处理及加入量对碳纤维增强铸型（CFRMC）尼龙力学性能的影响。并且X射线光电子能谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）对纤维表面和CFRMC尼龙表面进行了研究。     

碳纤维改性HA/PMMA生物复合材料力学性能的研究

采用原位合成与溶液共混相结合的方法,制备了短切碳纤维增强纳米羟基磷灰石(HA)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)生物复合材料。研究了碳纤维的含量和长度对HA/PMMA复合材料结构和力学性能的影响。采用万能材料试验机和扫描电子显微镜对复合材料的力学性能及断面的微观形貌进行了测试和表征。结果表明:碳纤维在HA/PMMA复合材料中分布均匀,有效提高了复合材料的力学性能;碳纤维含量为4%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和弹性模量等均达到最大值;复合材料的断裂伸长率随碳纤维含量的增加而减小;当碳纤维含量一定时,随其长度的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均增加,但断裂伸长率降低。     

短碳纤维增强熔石英玻璃陶瓷复合材料力学性能

根据高温烧结短碳纤维增强熔石英玻璃陶瓷复合材料的工艺原理,建立了一个研究短碳纤维增强熔石英玻璃陶瓷复合材料性能的细观力学理论模型,该模型由熔石英基体、氮化硅颗粒和碳纤维增强相组成的多相复合体,并假设细观结构呈周期性均匀分布,采用二尺度展开法计算了复合材料的力学性能.得出了在不同烧结温度和短碳纤维增强相体积分数条件下,复合材料横向Young氏模量、Poisson比和剪切模量的变化曲线,其变化规律与实验数据吻合较好.研究表明:在烧结温度为1 400℃和短碳纤维增强相体积分数为30%时,复合材料的有效刚度系数,以及Young氏模量和剪切模量均随着碳纤维体积分数的增大先增大后减小;在碳纤维体积分数为30%时,上述各量取得最大值,此时复合材料具有最佳的力学性能.     

聚醚砜／碳纤维复合材料的力学行为研究

本文介绍了用湿法制造预浸布,再以模压法成型几种组分不同的聚醚砜/碳纤维(PES/CF)层压板,分析比较了PES/CF复合材料的拉伸、弯曲和层剪性能。用仪器化Charpy冲击试验方法测定了PES/CF复合材料的冲击性能;并用线弹性和弹塑性断裂力学原理分析了PES/CF复合材断的Ⅱ型层间断裂行为。断口形貌表明,PES/CF复合材料的界面粘接情况良好。     

舞蹈器械用碳纤维复合材料的制法和力学性能研究

碳纤维材料通过科学的设计与加工,可以制备各种类型的舞蹈用器械。对当前舞蹈器械加工领域常用的碳纤维替代品进行了分类总结,对舞蹈器械用碳纤维复合材料的常见加工方法,如缠绕成型技术、模压成型技术、RTM成型技术等的优劣势进行分析,重点探讨了舞蹈器械用碳纤维复合材料的力学性能,如拉伸模量、拉伸强度、弯曲强度等,认为碳纤维复合材料的力学性能优于传统材料的,碳纤维复合材料在舞蹈器械领域应用前景广阔。     

连续碳纤维增强聚酰胺6复合材料的研究

以拉挤熔融浸渍制备连续碳纤维增强聚酰胺6（CFRPA6）复合材料，通过改变碳纤维（CF）的长度和含量考察材料的各项性能。结果表明，复合材料中CF长度由2～4mm（短CF）增加到8～10mm（长CF），拉伸强度、弯曲强度和硬度最大增幅分别为25．7％、31．7％和3．1％；当CF含量为15％时，长CF增强PA6复合材料的冲击强度比短CF增强PA6提高了16．3％；与短CF增强PA6相比，在长CF含量为3％时，长CF增强PA6的吸水率降幅最大，为15．7％；但CF的长度对CFRPA6复合材料的线膨胀系数影响不大。随着CF的含量增加，除冲击强度外，其他性能均有改善。在CF含量为15％时，短CF增强PA6和长CF增强PA6的拉仲强度比纯PA6分别提高了101．7％和141．9％；弯曲强度比纯PA6分别提高了152．6％和196．2％；硬度比纯PA6分别提高了8．7％和12．1％。冲击强度比纯PA6分别下降了47．7％和39．2％。15％短CF和15％长CF增强PA6的吸水率均为1．3％，比纯PA6下降了31．8％。当CF含量为3％时降幅最大，短CF和长CF增强PA6的线膨胀系数分别下降了89．5％和84．2％。