中温热熔预浸料用环氧树脂胶膜配方的研究

本文通过研究环氧树脂各配方体系的成膜性、室温胶膜状态、动态DSC曲线特征以及体系的粘温特性,初步确定中温热熔膜浸法用树脂体系配方为固化剂/促进剂/环氧树脂的质量比为5-6/2-3/100。该质量比下,体系可中温固化,成膜性工艺性佳,室温胶膜韧性好,满足了热熔膜浸法制备预浸料的要求。     

纤维分布不均匀的层压板表征与弯曲性能研究

基于MATLAB图像处理技术,本文开发了用于测定复合材料纤维分布状态的计算机图像处理程序。以T300/BMP316复合材料为对象,采用三点弯曲法研究了纤维分布均匀性对复合材料弯曲性能的影响,用有限元方法分析了纤维分布不均匀的复合材料弯曲变形时的应力分布,提出了运用抗弯系数R评价其性能。结果表明,基于MATLAB图象处理技术可快速准确地测定纤维增强复合材料的纤维密实指数,确定纤维的分布状态。纤维分布不均的T300/BMP316复合材料弯曲性能受纤维分布方式和载荷方向的影响极大,抗弯系数R反映了纤维分布与性能的关系。     

Ti表面处理及其对层间混杂复合材料Ti/CFRP性能影响

选择三种不同的表面处理方法:喷砂法、碱性过氧化氢氧化法、磷酸盐氟化物法对钛薄板进行表面处理,再分别将它们进行加偶联剂后处理。然后采用SEM与XPS方法对各种方法处理后的钛合金表面形貌与组成成分进行分析,通过性能测试研究钛合金表面处理法对钛／碳层间混杂复合材料(Ti/CFRP)性能的影响。      

模压树脂传递成型工艺中的树脂流动性研究

模压树脂传递成型工艺是一种新开发的低成本成型工艺,本文对其压制过程中的树脂流动性进行了实验研究。通过大量的实验,对比在不同模具形状、不同树脂初始堆砌形状时,压制过程中的树脂流动性及压强与树脂流速地的关系,确定合适的树脂初始堆砌形状,以指导实际的生产操作。     

FDM用短切玻璃纤维增强复合材料改性研究

实验对短切玻璃纤维增强ABS复合材料进行了一系列的改性研究。使其不仅强度、硬度方面都高于纯ABS,而且显著降低ABS的收缩率,减小制品的形变。并通过适量加入增韧剂和增容剂,使挤出的复合材料丝的韧性及力学性能均有较大的提高。用改性的短切纤维增强ABS作为原料,在多功能快速成形机上制备出了试样,测定其力学性能,与不含玻璃纤维的ABS制成的试样作比较,从宏观和微观方面对其改性效果进行了评判。从而制备出适于FDM成形用的短切玻璃纤维增强复合材料。     

热固性预浸料凝胶特性的固体扭转测试方法

采用固体扭转法研究了一种玻璃纤维织物/环氧预浸料和2种碳纤维织物/环氧预浸料的流变特性,为测定凝胶点和研究凝胶化过程提供了一种可行的表征方法。在此基础上考察了试样尺寸和纤维织物结构对预浸料凝胶特性的影响。结果表明：试样宽度对测试结果基本没有影响,而试样厚度增加会引起预浸料动态模量的降低,凝胶点不易判定;纤维织物结构对预浸料凝胶点有很大影响,说明预浸料流变特性反映的是树脂流变特性与纤维网络可变形性综合作用的结果。     

织物预成型体厚度方向渗透特性研究

以达西定律为基础,研究了不同类型织物的织物层数、定型剂质量分数以及铺层角度对织物预成型体厚度方向上渗透性能的影响.实验结果表明,在一定的定型剂质量分数下,测试流体在垂直方向上的流动基本为稳态流动,大体受Darcy定律控制.随着织物层数的增加,流体流速减小,预成型体厚度方向渗透率逐渐增加.随定型剂质量分数的增加,厚度方向渗透率表现出先增大而后又减小的趋势,而且织物的铺层角度对预成型织物厚度方向渗透率也具有较大影响.     

浮动催化CVD法CNTs膜及CNTs膜/环氧复合材料拉伸特性

针对浮动催化化学气相沉积(CVD)法制备的碳纳米管(CNTs)膜,首先采用红外光谱表征分析了包覆在CNTs表面的无定形物质的组成,然后分别采用热处理和酸洗处理方法,考察了CNTs膜中无定形物和残留Fe催化剂对CNTs膜拉伸取向行为的影响。结果表明:采用CVD法制备的CNTs膜中CNTs表面无定形物为含氧或烷烃、烯烃类低聚物,可通过350℃有氧热处理基本去除。该CNTs膜的牵伸取向重排行为受组成影响显著,CNTs表面的低聚物可增强CNTs的管间黏结作用,Fe催化剂颗粒成为CNTs网络结构的交联结点,两者均有利于提高CNTs的取向程度和聚并成束的尺寸,进而提高CNTs膜的拉伸稳定性和断裂韧性。牵伸取向后CNTs膜与环氧树脂溶液的浸润性提高,其CNTs膜/环氧复合材料的拉伸强度和模量达到1228MPa和94.5GPa,相比初始无规CNTs膜/环氧复合材料的分别提高了337%和729%。      

变厚度复合材料热压罐工艺层板厚度控制的实验研究

针对2种碳纤维织物/环氧预浸料,采用热压罐工艺在不同条件下制备了变厚度层板,并通过层板内部形貌、层板厚度、纤维含量、吸胶量、织物渗透率的测试分析,研究了变厚度层板的密实过程和纤维分布的影响因素。结果表明：密实过程中树脂的二维流动导致2种织物变厚度层板厚板区的纤维含量高于薄板区;G0827单向织物的面内渗透率与厚度方向渗透率比值大于G0803缎纹织物,造成G0827织物变厚度层板的纤维分布不均匀性更大;无吸胶材料的条件下层板内纤维分布均匀,说明吸胶材料内树脂的面内流动对层板的纤维分布有很大影响。     

循环湿热环境中CCF300/5405复合材料的吸湿脱湿行为

研究了CCF300碳纤维/5405双马树脂复合材料在71 ℃恒温水浸循环吸湿-脱湿行为。试样经过三次饱和吸湿-脱湿过程, 探讨不同循环次数CCF300/5405复合材料的吸湿率和水分扩散速率变化, 并采用SEM观察纤维/基体界面变化, 分析了造成循环湿热环境下复合材料体系吸湿-脱湿变化的原因。研究结果表明: CCF300/5405复合材料的吸湿行为基本满足Fick第二定律, 并且在水浸14天后达到饱和吸湿状态, 饱和吸湿率约为0.66%; 材料吸湿处理后, 纤维与基体间的界面遭到水分破坏, 产生大量空隙和裂纹, 使水分的扩散速率明显增加, 饱和吸湿率略有增大, 并且这种破坏不可逆。