T700和T300碳纤维增强环氧树脂基复合材料耐湿热老化性能的对比

在温度为70℃、相对湿度为85%的湿热环境下,分别对T700碳纤维/环氧树脂基复合材料、T300碳纤维/环氧树脂基复合材料以及两种复合材料/金属胶接结构进行了70 d的加速老化试验,并对老化前后的试样进行了力学性能试验和无损检测.结果表明:湿热环境没有改变两种复合材料的破坏模式,但使复合材料的纵、横向压缩强度和剪切强度略有降低;对复合材料/金属胶接结构,湿热老化环境不会导致胶接界面产生损伤,但会使胶接强度下降;老化前两种复合材料的力学性能基本相当,老化70 d后T700碳纤维/环氧树脂基复合材料的性能保持率略优.     

湿热老化对T700/TDE-85复合材料层间剪切强度的影响

对T700碳纤维/TDE-85环氧树脂(T700/TDE-85)复合材料进行人工加速湿热老化试验,研究了复合材料的吸湿特性和层间剪切强度随老化时间的变化规律,分析了吸湿率与层间剪切强度的关系,并观察了复合材料的表面和断口形貌。结果表明:当老化1 369h左右时,复合材料达到饱和吸湿状态,饱和吸湿率为0.74%,水分子在复合材料中的扩散系数为5.6×10~(-5) mm~2·s~(-1);在湿热老化初期,随老化时间的延长,复合材料层间剪切强度下降幅度较大,当达到饱和吸湿状态后,层间剪切强度下降幅度变小;复合材料层间剪切强度保持率与吸湿率呈近似线性关系;随老化时间的延长,复合材料的裂纹由层内向层间发展。     

湿热环境中碳纤维复合材料层合板的强度退化及老化寿命预测

对碳纤维复合材料(CFRP)层合板进行了25,50℃加速水浴吸湿试验,以及吸湿后的单向拉伸和三点弯曲试验,研究了吸湿率、拉伸强度和弯曲强度随吸湿时间、水浴温度的变化规律,讨论了CFRP层合板的失效机理;拟合试验数据建立了CFRP层合板的剩余强度模型,并基于环境当量系数对层合板的湿热老化寿命进行预测.结果表明:CFRP层...     

碳纤维环氧树脂复合材料的吸湿行为

论述由两种环氧树脂基体、两种固化条件制作的碳纤维复合材料，在两种不同条件下的湿热老化试验，取得了沸腾蒸馏水浸泡120h、湿热老化10000h的老化试验数据。揭示了复合材料力学性能和吸湿量之间以及老化时间和吸湿量之间的关系，评定了材料的耐湿热性能。     

电热处理对湿热环境作用下碳纤维环氧复合材料的损伤机制

对T300/E51复合材料进行电热处理、湿热老化以及电热吸湿处理,从弯曲性能、吸湿率、基体化学结构、玻璃化转变温度、弯曲断口等方面揭示电热处理对湿热老化的影响机制。研究结果表明:原始试样经湿热处理后发生部分水解,4 A电热+湿热处理试样的后固化比较明显,6 A电热+湿热处理试样没有发生明显的变化。后固化作用引起的界面裂纹尺寸减小导致4 A电热试样的吸湿率下降;玻璃化转变温度的变化规律与弯曲性能的变化规律类似。详细的分析表明,T300/E51复合材料经电热处理后其损伤机制与传统的吸湿损伤机制有所不同,玻璃化转变温度代替吸湿率成为衡量复合材料性能变化的重要因素。微观结构分析显示电热处理产生的温度梯度和压缩应力使得基体微裂纹增多,再经湿热处理后,溶胀广泛存在于整个基体中,进而导致弯曲性能降低。     

吸湿对PMI 泡沫夹层结构复合材料力学性能和介电性能的影响

文中研究了不同湿度、不同温度条件下PMI泡沫夹层结构复合材料在吸湿过程中弯曲性能、平压性能以及透波性能的变化规律。结果表明:在湿度分别为85% RH、95% RH、浸水,温度分别为50 ℃、60 ℃、70 ℃的环境中,在吸湿初期,随着环境湿度增大和温度升高,试样的吸湿率增大,力学性能下降;环境湿度越大,温度越低,试样的饱和吸湿率越大,PMI泡沫夹层结构复合材料的弯曲性能、平压性能就越低,透波性能也越差。     

温度对Ti/Cf/PMR超混杂层板力学性能的影响研究

采用热压法制备了新一代Ti/Cf/PMR超混杂层板复合材料,研究了该超混杂层板材料在室温120℃、170℃、220℃及300℃等服役条件下的拉伸、层剪和弯曲等常规力学性能,并分析其损伤破坏机理。实验结果表明:钛板TA2经过喷砂处理后表面粗糙度增加,这样有利于提高超混杂层板的界面结合性能。Ti/Cf/PMR超混杂层板在室温下具有优良的力学性能,抗拉强度可达1 013.72 MPa,层间剪切强度可达65.08 MPa,同时弯曲强度可达965.51 MPa。随着试验温度的升高,该超混杂层板的力学性能呈现下降趋势。当实验温度升高到300℃,该层板的拉伸强度、层间剪切强度和弯曲强度保留率分别约为40%、34%和58%。     

二维机织复合材料湿热环境下挤压和断纹剪切强度研究

实验研究不同铺层厚度的二维机织F115玻璃纤维织物增强FM-73环氧胶膜基体复合材料层压板室温和湿热环境下的螺栓连接挤压强度和断纹剪切强度.结果表明,材料挤压强度和断纹剪切强度具有尺寸效应,挤压强度随试样铺层厚度增加而增加,未吸湿室温条件和吸湿湿热条件下,材料挤压强度最大增幅分别为37.50%和35.72%;断纹剪切强度随试样铺层厚度增加而下降,未吸湿室温条件下,断纹剪切强度随试样铺层厚度增加线性下降,最大降幅为15.31%,吸湿湿热条件下,最大降幅为9.85%.材料平衡吸湿量平均为2.2%,吸湿后材料性能发生严重退化,材料达到平衡吸湿后,摄氏70℃,相对湿度85%的湿热环境下,挤压强度保有率平均为54.22%;断纹剪切强度保有率平均为53.96%.     

苎麻增强环氧树脂复合材料的力学性能

分别以苎麻原麻和碱麻为增强体,KH550为偶联剂,制备了苎麻增强环氧树脂复合材料,研究了偶联剂用量和纤维含量对复合材料力学性能的影响,并对拉伸断口进行了观察。结果表明:当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为2%时,原麻/环氧树脂复合材料的力学性能最好,拉伸强度为172.9MPa,弯曲强度达365.4MPa;当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的拉伸性能,拉伸强度为117.3MPa;当纤维的质量分数为40%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的弯曲性能,弯曲强度达293.2MPa。     

碳/玻璃混杂纤维增强环氧树脂复合材料线芯的性能

采用拉挤成型工艺制备了碳/玻璃混杂纤维增强环氧树脂复合材料线芯,并对其密度、力学性能、热膨胀性能、动态力学性能和耐湿热老化性能进行了研究.结果表明:线芯密度仅为1.76 g/cm3,相对直径相同的钢芯外层可缠绕更多铝导线;抗弯强度大于1 600 MPa,抗拉强度大于2 000 MPa;在25～310 ℃内的线膨胀系数为零,可很大程度地降低导线弧垂;玻璃化温度高达171℃,可在140℃下长期使用;线芯的耐湿热老化性能良好,可较好地用于钢芯替换.     

湿热老化对纤维增强树脂基复合材料性能的影响及其机理

总结了纤维增强树脂基复合材料湿热条件下的吸湿行为及影响吸湿的因素;综述了湿热老化对复合材料耐热性能和力学性能的影响,分析了其作用机理。多数树脂基复合材料吸湿的初期阶段符合费克定律,吸湿会造成树脂基体的塑化、水解,产生裂纹以及纤维/树脂基体界面破坏,从而降低材料的性能。最后对纤维增强树脂基复合材料湿热老化研究提出了几点建议。     

聚乙烯亚胺修饰碳纤维对环氧树脂复合材料性能的影响

为提高碳纤维与环氧树脂的界面结合性能,从而提高复合材料的摩擦学性能,用聚多巴胺和聚乙烯亚胺对碳纤维进行表面修饰,利用光谱分析仪和扫描电子显微镜分析修饰前后碳纤维表面的化学组成和微观结构,利用万能材料试验机和摩擦磨损试验机考察碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能和摩擦学性能。结果表明：碳纤维经表面处理之后的粗糙程度和活性官能团增多,改善了纤维与树脂之间的界面结合,使得复合材料的弯曲强度和拉伸强度得到不同程度的提高;与未修饰碳纤维增强的环氧树脂复合材料相比,表面修饰碳纤维增强环氧树脂复合材料的耐磨性能得到了很大程度的提高,复合材料的磨损机制也由疲劳磨损转变为磨粒磨损。     

T300/648复合材料的湿热老化行为

在四种环境(温度71℃、相对湿度70%,温度71℃、相对湿度85%,温度85℃、相对湿度70%,温度85℃、相对湿度85%)下,对单向铺层的T300/648复合材料进行0~9 000h的吸湿试验,研究了复合材料的吸湿特性、玻璃化转变温度、储能模量、化学结构以及树脂与纤维的界面形貌。结果表明:复合材料的吸湿曲线先呈线性增长,后逐渐趋于平缓,且温度越高、相对湿度越大,吸湿量越大;随着老化时间延长,树脂与纤维的界面发生弱化,但复合材料的化学结构没有明显变化,玻璃化转变温度和储能模量不断下降;吸湿量是影响玻璃化转变温度的主要因素,而界面性能则是影响力学性能的主要因素。     

湿热环境对纤维增强树脂基复合材料加筋板剪切性能的影响

对纤维增强树脂基复合材料加筋板进行湿热试验,使其在70℃、水浴条件下达到吸湿平衡;分别对普通加筋板和吸湿后加筋板进行了剪切试验,研究了湿热环境对复合材料加筋板剪切性能的影响。结果表明:试验过程中,两种加筋板均未出现明显的屈曲现象,其破坏形式主要表现为试样的四角破损、蒙皮开裂、变形等;湿热环境对试样的剪切破坏载荷有着显著的影响,吸湿后复合材料加筋板的破坏载荷下降了9.9%。     

聚合物基复合材料的焊接

聚合物基复合材料是以树脂 (热塑性或热固性塑料 )为基体,纤维质 (玻璃纤维、碳纤维等 )为骨架材料的一种复合材料,它主要优点是比强度高、比模量高、疲劳性能好、减振性好、容易整体成型、热膨胀系数小、可按构件的要求设计材料的构成,缺点是使用温度低、冲击韧性低、层间剪切强度低、吸湿、老化。 基体材料有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、热塑性塑料等。热塑性塑料基复合材料在断裂韧性、耐破损性、耐热性、耐湿性等方面比热固性塑料基复合材料性能要好得多。热固性塑料基复合材料不能够重熔,所以它不能焊接,只…     

碳纤维增强聚苯乙烯形状记忆复合材料的弯曲性能

为了提高聚苯乙烯形状记忆聚合物的弯曲性能,制备了碳纤维增强聚苯乙烯形状记忆复合材料,并对其弯曲回复性能和弯曲性能进行了测试分析.结果表明:碳纤维增强聚苯乙烯形状记忆复合材料具有很好的形状回复性能,当回复时间在6 min以前其弯曲回复率高于聚苯乙烯的,最大回复率达98%;25℃时该复合材料承受的最大弯曲载荷约为聚苯乙烯的145%,达113 N,45℃时约为聚苯乙烯的108%,达39 N;塑性失效后复合材料的承载能力优于聚苯乙烯.     

连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

为了满足轨道交通的阻燃要求,通过熔融浸渍的方法制备了连续玻璃纤维增强聚丙烯阻燃型单向预浸带,并通过热压成型的方法生产出实心板。探究了不同含量的膨胀型阻燃剂和玻璃纤维对复合材料的阻燃性、热稳定性和力学性能的影响。结果表明,在玻纤含量为60%、阻燃剂添加量为45%的情况下,复合材料可以达到UL94标准下1.6 mm的V-0阻燃级别,并且氧指数达到40%。在此条件下,复合材料与未加玻纤的材料热重相比,失重温度提高了18℃,且残炭率提高了40.34%。复合材料的拉伸强度达到261.05 MPa,拉伸模量达到15.6 GPa,弯曲强度达到302.21 MPa,弯曲模量达到14.5 GPa,剪切强度达到225 MPa,冲击强度达到225 k J/m²。复合材料优良的综合性能为连续纤维增强热塑性复合材料的发展前景奠定了坚实的基础。     

玻纤增强环氧树脂复合泡沫材料在酸碱腐蚀下的弯曲性能研究

制备了玻纤-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料试件。通过三点弯曲实验,得出了其载荷-位移曲线,研究了玻璃纤维含量对复合泡沫材料的弯曲强度、弯曲弹性模量的影响规律。通过浸泡实验,测量了试件在H_2SO_4和NaOH溶液中的吸湿率随时间的变化曲线。结合扫描电镜图片,分析了酸碱腐蚀对复合材料弯曲性能的影响原因。研究结果表明,当玻纤质量比为10%时,复合材料的弯曲强度达到最大值,较未添加纤维的试件增强了27%,但继续添加纤维,其强度则逐渐降低。酸碱浸泡腐蚀大幅度的降低了复合泡沫材料的弯曲强度,其直接原因是酸碱腐蚀了玻璃纤维与环氧树脂基体的界面,同时对树脂基体也有一定的腐蚀作用。     

碳纤维增强复合材料在空间光学结构中的应用

测试了碳纤维/环氧复合材料的力学性能,设计并测试了热膨胀系数,然后测试了空间辐射后的材料性能,并研究了在空间光学结构中应用碳纤维/环氧复合材料制品的工艺方法。研究表明:碳纤维/环氧复合材料具有高的比强度和比刚度,较铝合金结构可以减重30%以上;碳纤维/环氧复合材料的热膨胀系数可以根据需要进行设计,在需要的方向上可以设计成 "零"或负的热膨胀系数;在空间辐射条件下,碳纤维/环氧复合材料性能良好,其总质量损失为0.15%、可挥发的冷凝物质为7.66×10^-5 g/g、24 h水汽回吸率为0.12%。结果表明,碳纤维/环氧复合材料具有优良的性能指标,在空间光学结构中有广泛的应用。     

二维碳纤维/镁基复合材料的力学和热膨胀性能

采用挤压铸造法制备出二维碳纤维织物增强镁基复合材料,并对其基本性能进行了研究.结果表明:加入二维织物能有效提高复合材料的弯曲性能,使抗弯强度达到414 MPa,弹性模量达到59.65 GPa,并且使复合材料的力学性能具有经向和纬向对称性;碳纤维织物的加入降低了复合材料的热膨胀系数,该材料经过热处理后,在20～200℃内平均热膨胀系数仅为5.59×10-6/℃,明显低于基体镁合金.