碳纤维/环氧树脂复合材料湿热老化后的力学性能

将碳纤维/环氧树脂复合材料在温度为71℃、相对湿度为85%的环境下吸湿至平衡后研究了它的吸湿行为,然后分别在室温和71,93,116,132℃下进行了弯曲性能、纵横剪切性能、动态力学性能试验,研究了该复合材料湿热老化后的力学性能。结果表明:碳纤维/环氧树脂复合材料的吸湿率较低,其饱和吸湿率仅为0.91%左右;湿热老化后,复合材料的弯曲强度保持率在50%以上,弯曲模量保持率在80%以上,纵横剪切强度保持率在55%以上,其玻璃化转变温度为195℃,极限耐热温度可达到132℃;该碳纤维/环氧树脂复合材料具有良好的耐湿热老化能力。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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.     

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。     

预浸料玻璃化转变温度测试方法研究

目前,航空产品中复合材料的应用比例逐年上升,对复合材料性能的要求也越来越高,其中复合材料的工艺性能尤其受到人们的关注。玻璃化转变温度是重要工艺性能之一,通过测试玻璃化转变温度可以了解材料的状态变化和使用温度,研究聚合物的物理老化,确定固化加工成型工艺参数,进行树脂的固化反应研究等,测定玻璃化转变对于预浸料的选材,工艺确定和质量控制具有重要的意义。着重阐述运用DSC法测定预浸料玻璃化转变温度的测试过程及主要影响因素,以及通过大量试验总结出的有效质量控制措施,以期完善玻璃化转变温度的测试技术。     

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%.     

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%。     

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料在温湿和紫外辐照环境中的老化行为

在温湿和紫外辐射环境中对玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料进行加速老化试验,采用红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电镜、热重分析仪、力学试验机等研究了老化前后复合材料的化学结构、表面元素含量、表面形貌、玻璃化转变温度、弯曲和拉伸性能。结果表明:在温湿和紫外辐照环境中老化1 440h后,复合材料树脂中存在化学键断裂的现象,化学结构发生了改变,树脂发生了光氧化反应;随着老化时间的延长,复合材料表面出现变色、龟裂、翘曲变形等现象,老化1 440h后表面呈片层状海浪花样;随着老化时间的延长,复合材料的强度和模量均呈先增后降的趋势,并均在老化160h时达到最大;老化1 440h后,复合材料的初始分解温度比老化前的低,玻璃化转变温度约为113.4℃,比老化前的升高了8℃。     

雷达天线罩的耐湿热性工艺设计

介绍了雷达天线罩在湿热的环境下对其透波性能、力学性能的影响,并从复合材料的增强体、树脂基体和表面涂覆等方面进行雷达天线罩的耐湿热型工艺设计,减少雷达天线罩的吸湿率,提高天线罩的透波性能和使用寿命。     

老化和冲击对GF/EVE复合材料微观结构和力学性能的影响

对玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂复合材料进行紫外老化处理和冲击试验,研究了紫外老化时间(0,20,30,40d)及冲击能量(12.5,25.0J)对复合材料表面形貌、元素分布、化学结构以及力学性能的影响。结果表明:随着紫外老化时间的延长,复合材料表面颜色加深,纤维与树脂基体脱黏;老化40d后,复合材料表面元素含量及树脂的化学结构发生改变,树脂基体发生光氧老化降解;冲击能量一定时,复合材料的最大承受载荷、抗拉强度及弯曲强度均随着紫外老化时间的延长而下降;在冲击能量为12.5J和25.0J时,老化40d后复合材料的最大承受载荷较老化前的分别下降了5.2%和19.5%。     

管板堆焊层开裂的成因分析及处理措施

Q345R钢基体上用A042(E309MoL-16)和A022(E316L-16)焊条堆焊后经过620℃/4 h处理,其弯曲试验在熔合线附近出现大量的宏观裂纹。通过金相及SEM分析认为热处理参数选择导致大量σ相析出是造成开裂的主要原因,变更热处理温度,从而避免了脆性相的产生。     

近疲劳强度载荷下WC/Co涂层对300M钢疲劳性能的影响

研究了在近疲劳强度载荷下超音速火焰喷涂WC/Co涂层和电镀铬层对300 M低合金钢疲劳性能的影响.结果表明：WC/Co涂层、电镀铬层试样和300 M钢基体的疲劳强度分别为753,600和720 MPa.在近疲劳强度载荷下,WC/Co涂层试样的疲劳寿命分别为基体和电镀铬层试样的1.5～2和5～10倍.三者的主裂纹源均为基体内部的Al2O3和SiO2夹杂物.电镀铬层中的次裂纹穿过界面并向基体中扩展,在基体表面形成新的次裂纹源,加快了基体中主裂纹源的形成和主裂纹的扩展;而WC/Co涂层中的次裂纹经过界面时向界面方向偏转,形成无支撑涂层,并最终使涂层剥落.     

两种加载方式下疲劳裂纹的扩展

本文测量了在旋转弯曲加载和三点弯曲加载下,45Cr钢试样经淬火后,在200℃、400℃、500℃、600℃回火条件下的疲劳裂纹扩展速率,并用不着定量金相法,电镜观察法研究了上述两种加载方式下,疲劳裂纹扩展的微观机制。试验结果表明,在旋转弯曲加载下,500℃回火态的疲劳裂纹扩展速率比其它三个温度回火态的要低;而在三点弯曲加载下,随着回火温度的提高,裂纹扩展速率单调下降;裂纹扩展速率随回火温度变化规律与扩展机制随回火态的要低;而在三点弯曲加载下,随着回火温度的提高,裂纹扩展速率单调下降;裂纹扩展速率随回火温度变化规律与扩展机制随回火温度变化规律有密切的关系。结果表明,应该注意到加载方式对疲劳裂纹扩展的影响。     

网络互穿双金属复合材料冲击失效有限元分析

利用ABAQUS有限元仿真软件,对D406A/7050双金属复合材料的抗冲击性能和复合材料裂纹扩展情况进行模拟分析。结果表明:在受外加冲击载荷时,D406A增强体具有良好的支撑作用,减小了冲击载荷对基体的影响,复合材料的破坏首先发生在增强体与基体界面处以及增强体连接筋交接处;D406A增强体对于7050基体中的裂纹扩展有明显的抑制作用,减小了裂纹尖端的应力集中,有效提高了复合材料的韧性。     

不锈钢硫酸-硫酸铜晶间腐蚀试验结果评判研究

GB/T4334-2008中方法E-不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法(文中简称方法E)的试验结果有两种评判方法:一是弯曲法,二是金相法。通过对方法E的腐蚀机理和弯曲力学特点分析讨论,认为当试样弯曲产生裂纹后,不能直接判定为不合格,必须用金相法确定试样是否具有晶间腐蚀倾向。在实际生产中,这种分析对准确判定试验结果有积极意义。     

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。