UVA紫外辐射对室内碳纤维增强环氧树脂基复合材料性能的影响

研究了Ultraviolet A(UVA)紫外辐射对碳纤维增强环氧树脂基复合材料产生的影响.测量和分析了从窗户照射到室内太阳光和日光灯辐射的UVA紫外线辐照度,研究了碳纤维增强环氧树脂基复合材料经辐照度为200 μW·cm-2的UVA紫外灯辐射处理后的力学性能变化,并通过XPS、接触角、纳米压痕、原子力显微镜(AFM)测试方法研究了其表面性能变化.结果表明:春夏季节晴天室内太阳光紫外辐照度在14点时达到最大值,距离窗户0m处最大值为375 μW·cm-2,1m处最大值迅速降至30 μW· cm-2;对功率40 W的日光灯,距离日光灯Om处,紫外辐照度为87.3 μW·cm-2,1m处快速降至5.4μW· cm-2;经过45天的紫外辐射,碳纤维增强环氧树脂基复合材料的层间剪切强度、弯曲强度和拉伸强度无明显变化;碳纤维增强环氧树脂基复合材料表面发生氧化反应,表面硬度和粗糙度变大.     

Nomex/氰酸酯树脂夹层复合材料耐湿热性研究

在70℃,85%湿度的环境下对Nomex/氰酸酯树脂夹层复合材料进行了湿热处理,并对其吸湿特性进行了研究.然后,对老化前后的试样进行了力学性能以及介电性能的测试.结果表明:Nomex/氰酸酯树脂夹层复合材料经湿热处理后,其介电性能的保持率很高,具有很好的介电性能与耐湿热性.夹层材料力学性能保持率很高,主要是由于其面板基体树脂为氰酸酯树脂,其更好的耐湿热性给整个夹层结构提供更好的保护.     

CCF300炭纤维的微观结构分析

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)和Raman光谱研究了不同性能的国产CCF300炭纤维的断面形貌、微晶结构和内部微孔参数.结果表明:三种炭纤维的断面均呈颗粒状特征.相对于CCF300 (B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300 (A)炭纤维的石墨微晶堆砌更紧密,微孔含量更低,微孔沿纤维轴向取向角较小,且石墨微晶的有序度较高,因此后者具有更高的拉伸强度和模量.强度相当的CCF300 (B)和CCF300 (C)炭纤维,CCF300(B)模量稍高的原因在于前者的平均微孔尺寸较小,取向角也较小,且其石墨堆砌厚度和有序度(即石墨化程度)略大于后者.     

热处理温度对镀钴空心微球镀层晶体结构及电磁性能的影响

对采用化学镀方法制得的镀Co空心玻璃微球进行了不同温度的热处理,对其在不同温度热处理下的表面形貌、晶型、电磁参数与吸波性能以及磁性能进行了研究。研究结果发现,随着热处理温度升高,镀层先后出现微区熔融直至较严重的熔融和镀层剥落现象;镀层Co发生由HCP到FCC的晶型转变且转变程度提高。热处理温度对镀Co微球介电常数影响比较显著,对磁导率影响则比较小;在2~18GHz频段,经过800和1000℃热处理的镀Co空心玻璃微球介电常数大幅提高,而磁导率变化不大,电磁波反射率显著降低。镀Co空心玻璃微球矫顽力随热处理温度上升而下降,热处理后镀Co微球磁滞损耗略有下降。可以预测经过800和1000℃热处理的镀Co微球吸波性能会有较大的提高。     

上浆剂对国产碳纤维复合材料界面性能的影响

为了研究两种不同上浆剂和湿热环境对国产300级碳纤维/环氧树脂体系微观界面性能的影响,采用单丝断裂法,测试分析了去浆前后碳纤维单丝复合体系在自然干态、湿热处理3 d及湿热处理6 d的状态下微观界面剪切应力的变化.结合对扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)及X射线光电子能谱(XPS)等测试结果的分析,研究了碳纤维上浆剂对微观界面性能及其界面耐湿热性能的影响.结果表明:去浆前后A300碳纤维表面均有明显沟槽;上浆剂1并未使A300碳纤维表面粗糙度有明显变化,但上浆剂2使A300碳纤维表面粗糙度减小,而两种上浆剂均使A300碳纤维表面含氧极性官能团含量减少.两种上浆剂对制备的复合材料界面性能和耐湿热性能都有较大的提高,其中上浆剂1在自然干态下对界面性能的提高更明显.     

聚氨酯/多壁碳纳米管抗静电涂料的制备与性能研究

为研究采用多壁碳纳米管在聚氨酯清漆中的抗静电效果,制备了一系列抗静电涂料,结果表明聚氨酯/多壁碳纳米管涂料可以满足抗静电需要(即表面电阻率在105～109Ω范围).碳纳米管含量与电性能曲线为典型渗流曲线,其渗流阈值为2wt％.在较低的添加量(2wt％)时,碳纳米管表电性能优于炭黑,当添加量较高(5wt％)时,其电性能反而比炭黑差,采用适当的酸处理的方法可以进一步提高聚氨酯/多壁碳纳米管的导电性能.     

Co-Fe还原机理及其晶体结构对吸波性能影响的研究

采用化学镀工艺,在空心陶瓷微球表面复合钴-铁合金.首先,利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线能谱仪( EDS)分别对化学镀前后的空心陶瓷微球进行表征;其次,利用X射线衍射仪(XRD)表征镀钴-铁空心陶瓷微球的结晶状态;最后,用网络矢量分析仪和振动样品磁强计(VSM)分别测试镀钻-铁空心陶瓷微球的电磁损耗和磁性能,并通过计算分析微球的微波吸收性能.结果表明:经过化学镀,空心陶瓷微球表面沉积了均匀、致密的钴-铁合金.镀钴-铁空心微球(2.5g/cm3)在2～18GHz的频率范围内有良好的吸波性能,并且强于单种金属镀层的空心陶瓷微球,具有宽频的吸收特性.另外,热处理还能改善镀层钴-铁合金的软磁性能.     

真空辅助树脂灌注工艺成型泡沫夹芯结构工艺设计与控制

采用无屈曲织物(NCF)、 CYCOM^® 890 RTM树脂体系和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫以及真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI)成型泡沫夹芯复合材料平板, 结合力学性能测试和微观结构分析等手段研究了成型过程中抽胶对夹芯板界面质量以及纤维体积分数的影响, 分析产生的缺陷类型及原因, 优化了工艺参数。结果表明: 抽胶有利于提高泡沫夹芯板的纤维体积分数和力学性能, 在100～120 ℃温度范围内进行30 min的抽胶, 工艺稳定, 层间剪切强度和弯曲强度显著提高。     

国产T800碳纤维/双马来酰亚胺复合材料的界面及力学性能

分别采用日本东丽T800H和国产T800碳纤维作为增强体,采用热压罐工艺制备双马来酰亚胺树脂基复合材料。研究了2种碳纤维的表面物理和化学状态,复合材料的微观界面性能及力学性能。结果表明:国产T800碳纤维表面沟槽分布较多,表面粗糙度较高,有利于与树脂基体形成更好的物理结合作用。同时,国产T800碳纤维表面具有较多的含氧官能团,有利于与基体树脂形成更好的化学结合作用。因此,国产T800碳纤维的界面剪切强度较T800H碳纤维高约27%。国产T800/HT-280复合材料的力学性能均普遍高于T800H/HT-280复合材料,其中,90°拉伸强度高约25%,面内剪切强度、弯曲强度高约12%,层间剪切强度高约7%。      

大丝束碳纤维薄层化技术

采用机械式多辊系统薄层化技术,分析研究了大丝束碳纤维在不同形状辊子组合上的受力状态和可能的纤维运动状态,以及不同形状辊子组合对纤维损伤、薄层化后纤维分布状态的影响,在此基础上确定采用等径异型辊组合作为薄层化装置的核心部件,研究了采用3种不同曲率的等径异型辊时,不同纤维张力对大丝束碳纤维薄层化效果的影响。最终确定了该套薄层化装置达到最佳薄层化效果的等径异型辊的曲率半径应为330 mm,所施加的纤维张力应为46. 6 N。