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碳纤维三向织物/环氧树脂复合材料的制备与力学性能 被引量：11
1
作者 沙迪 禹旭敏 +4 位作者 赵将 马小飞 王汉夫 刘芳芳 邱雪鹏 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期838-845,共8页
选择不同纱线间距[即二经(纬)纱之间的中心距]尺寸的碳纤维三向织物,采用热压成型技术制备了碳纤维三向织物/环氧树脂复合材料.研究了纱线间距及样品裁剪角度等对力学性能的影响,并与碳纤维二向织物/环氧树脂复合材料的力学性能进行对比... 选择不同纱线间距[即二经(纬)纱之间的中心距]尺寸的碳纤维三向织物,采用热压成型技术制备了碳纤维三向织物/环氧树脂复合材料.研究了纱线间距及样品裁剪角度等对力学性能的影响,并与碳纤维二向织物/环氧树脂复合材料的力学性能进行对比.结果表明,随着纱线间距尺寸从2 mm增加到6 mm,0°方向断裂强度从221.7 MPa下降到148.1 MPa,撕裂强力从1000 N下降到600 N;90°方向断裂强度从50.0 MPa下降到22.1 MPa,撕裂强力从330 N下降到100 N;顶破强力从424 N下降到216 N.这些力学性能的逐渐降低是单位面积的碳纤维增强体含量减少和织物的孔洞增大共同作用的结果.纱线间距为2 mm的碳纤维三向织物复合材料在0°(以纬纱为基准),30°,45°,60°和90°方向的断裂强度分别为221.7,48.5,44.3,227.7和50.0 MPa,即断裂强度在0°和60°方向大于在30°,45°及90°方向.由三向织物的编织原理可知,0°与60°方向完全相同,因此其断裂强度相似,且样品中有一组纱线与外加载荷平行,对形变破坏具有一定的约束作用,而30°,45°和90°方向样品中三组纱线所在的方向均和外加载荷存在一定的夹角,有效分散外加载荷的能力减弱.对比碳纤维三向织物/环氧树脂复合材料与碳纤维二向织物/环氧树脂复合材料的断裂强度、撕裂强力和顶破强力发现,前者的综合性能明显优于后者,碳纤维三向织物/环氧树脂复合材料的断裂强度、撕裂强力、顶破强力分别为221.7 MPa,1000 N和424 N,三向织物的优势得到凸显,为后续制备多种类型的碳纤维三向织物复合材料及应用奠定了基础. 展开更多
关键词 碳纤维三向织物 环氧树脂 复合材料 力学性能
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碳纤维织物/环氧复合材料油润滑下摩擦学性能 被引量：10
2
作者 周先辉 孙友松 王万顺 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期333-340,共8页
采用半干法制备碳纤维织物增强环氧树脂基自润滑复合材料,研究钢背衬复合材料与45钢在环-环端面浸油润滑状态下的摩擦学特性,考查载荷、速度和碳织物类型对复合材料摩擦磨损性能的影响,并采用扫描电子显微镜对复合材料及偶件磨损表面进... 采用半干法制备碳纤维织物增强环氧树脂基自润滑复合材料,研究钢背衬复合材料与45钢在环-环端面浸油润滑状态下的摩擦学特性,考查载荷、速度和碳织物类型对复合材料摩擦磨损性能的影响,并采用扫描电子显微镜对复合材料及偶件磨损表面进行观察与分析.结果表明:轻载高速启动可显著提高单向碳织物/环氧复合材料的摩擦磨损性能,边界润滑状态下的碳织物/环氧复合材料主要表现出黏着磨损特性,对偶钢环上出现的网状转移膜大大改善了材料的摩擦学性能;平纹碳织物/环氧复合材料因表面织物纹理使得润滑油能深入到摩擦表面各区域,在重载下表现出较低的摩擦系数. 展开更多
关键词 碳纤维织物 环氧树脂基复合材料 摩擦磨损 油润滑
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三维织物间隔复合材料的力学性能 被引量：15
3
作者 王梦远 曹海建 +2 位作者 钱坤 张建民 王梦蕾 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期903-907,共5页
三维织物间隔复合材料是一种由垂向机织物连接两个平行织物平面的三维机织间隔复合材料,具有整体性好、可设计性强等特点。以玻璃纤维、碳纤维为原料,对三维间隔织物的结构进行设计,制备三维织物间隔复合材料,研究材料在平压和三点弯曲... 三维织物间隔复合材料是一种由垂向机织物连接两个平行织物平面的三维机织间隔复合材料,具有整体性好、可设计性强等特点。以玻璃纤维、碳纤维为原料,对三维间隔织物的结构进行设计,制备三维织物间隔复合材料,研究材料在平压和三点弯曲载荷作用下的力学特性,并分析纤维种类、夹芯层间距等结构参数对材料压缩、弯曲性能的影响。结果表明:随着夹芯层间距的增加,材料的压缩强度逐渐降低;材料的弯曲强度也逐渐降低,且纬向弯曲强度大于经向;采用碳纤维与玻璃纤维分别作为纬纱进行织造,前者制备的复合材料的压缩和弯曲强度均高于后者。 展开更多
关键词 三维织物间隔复合材料 玻璃纤维 碳纤维 压缩性能 弯曲性能
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碳纤维体积含量对碳玻混复合材料性能的影响 被引量：4
4
作者 张会丽 李风 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期38-41,共4页
为研究不同碳纤维体积含量对复合材料力学性能的影响,以环氧树脂为基体,制备了不同混杂比的碳纤维-玻璃纤维(碳玻)层间混编织物复合材料,研究了不同碳纤维体积含量的碳玻混杂复合材料的拉伸性能、压缩性能及其破坏形貌。0°拉伸试... 为研究不同碳纤维体积含量对复合材料力学性能的影响,以环氧树脂为基体,制备了不同混杂比的碳纤维-玻璃纤维(碳玻)层间混编织物复合材料,研究了不同碳纤维体积含量的碳玻混杂复合材料的拉伸性能、压缩性能及其破坏形貌。0°拉伸试验表明,混杂层合板的拉伸强度与模量及碳纤维的体积含量均呈正相关,0°拉伸强度最高可以达到899.92 MPa,模量最高可以达到73.58 GPa。在混杂纤维中,适当提高碳纤维体积含量,能有效提高复合材料的拉伸模量,混杂复合材料的拉伸失效方式主要为边缘剥离断裂。0°压缩试验表明,混杂层合板压缩强度最低值为552.56 MPa,最高可以达到603.16 MPa。碳纤维的体积含量每增加2%,0°压缩模量提升约6%。在90°拉伸试验中,碳玻混杂层合板较玻纤层合板的拉伸模量有小幅下降,拉伸强度基本不变,模量最大下降幅度为7.81%,拉伸强度最低为51.48 MPa。碳纤维的体积含量对混杂层合板的拉伸模量基本无影响,均约为12.10 GPa。 展开更多
关键词 碳纤维体积含量 碳玻混织物 环氧树脂 复合材料 失效破坏形貌
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EP/CFDSF/CNTs复合材料的力学性能和电学性能 被引量：3
5
作者 张鹏飞 寇开昌 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期17-21,共5页
采用浓硝酸和浓硫酸改性碳纳米管(CNTs),然后以环氧树脂(EP)为基体、碳纤维双层间隔织物(CFDSF)为增强体制备了EP/CFDSF/CNTs复合材料,研究了改性CNTs含量对EP/CNTs和EP/CFDSF/CNTs复合材料力学性能及电学性能的影响。结果表明,随改性C... 采用浓硝酸和浓硫酸改性碳纳米管(CNTs),然后以环氧树脂(EP)为基体、碳纤维双层间隔织物(CFDSF)为增强体制备了EP/CFDSF/CNTs复合材料,研究了改性CNTs含量对EP/CNTs和EP/CFDSF/CNTs复合材料力学性能及电学性能的影响。结果表明,随改性CNTs含量增加,两种复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度均先升高后降低,当改性CNTs的含量为2.5份时,两种复合材料的力学性能最好,EP/CFDSF/CNTs复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度分别为145.18 MPa和18 kJ/m^2,分别较EP/CNTs复合材料提高了12.5%和18.4%。随改性CNTs含量增加,两种复合材料的体积电阻率降低,当达到渗滤阈值即改性CNTs的含量为2.5份后下降明显,EP/CNTs复合材料的体积电阻率为25.9Ω·cm,而EP/CFDSF/CNTs复合材料的体积电阻率为20.85Ω·cm。 展开更多
关键词 碳纳米管 碳纤维双层间隔织物 环氧树脂 复合材料 力学性能 电学性能 电阻率
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CNTs添加量对航空航天用EP/CFDSF复合材料性能的影响
6
作者 金琪 梁谱鑫 肖建军 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期150-153,共4页
研究了在环氧树脂(EP)中同时加入碳纤维双层间隔织物(CFDSF)与碳纳米管(CNTs)来提高EP强度的相关作用机理,探讨CNTs对EP/CFDSF/CNTs电学特性的影响。研究结果表明,随着CNTs含量的不断增加,试样的弯曲强度与冲击强度均发生了先增大后降... 研究了在环氧树脂(EP)中同时加入碳纤维双层间隔织物(CFDSF)与碳纳米管(CNTs)来提高EP强度的相关作用机理,探讨CNTs对EP/CFDSF/CNTs电学特性的影响。研究结果表明,随着CNTs含量的不断增加,试样的弯曲强度与冲击强度均发生了先增大后降低的现象,EP/CFDSF复合材料的力学性能明显高于EP材料。当CNTs的添加量为2. 5份时,EP/CFDSF试样的冲击强度和弯曲强度测试值达到最高,依次为18. 1 k J/m^2和146. 5 MPa,比纯EP材料的强度显著提高。不含CNTs时复合材料断面具有平整的微观形貌;添加了2. 5份CNTs的试样断面区域表现为明显的凹凸变化特点。随着CNTs添加量的增加,试样的电阻率明显下降,2. 5份CNTs的两种试样体积电阻率分别为19. 6Ω·cm和14. 8Ω·cm。 展开更多
关键词 碳纳米管 环氧树脂/碳纤维双层间隔织物复合材料 力学性能 电学特性
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基于原位生长CNTs/CFF/EP层状复合材料的成型工艺 被引量：1
7
作者 任冲 王特 +1 位作者 巩前明 梁吉 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1275-1281,共7页
通过对CNTs/EP(CNTs为碳纳米管,EP为E54环氧树脂)二元体系进行差热(DSC)及恒温流变性能的分析,以及对以表面原位生长CNTs的碳纤维织物(CFF)为增强相、环氧树脂为基体复合材料(CNTs/CFF/EP)的密度、力学性能的分析,获得采用热压法制备含... 通过对CNTs/EP(CNTs为碳纳米管,EP为E54环氧树脂)二元体系进行差热(DSC)及恒温流变性能的分析,以及对以表面原位生长CNTs的碳纤维织物(CFF)为增强相、环氧树脂为基体复合材料(CNTs/CFF/EP)的密度、力学性能的分析,获得采用热压法制备含碳纳米管的CNTs/CFF/EP三元层状复合材料的合理工艺参数,并研究加压时间对复合材料性能的影响。结果表明:当预热温度为150℃、预热保温约60 min后加满压、热固化温度为195℃的条件下可制得表面无缺陷、致密度为97.3%-98%的CNTs/CFF/EP三元复合材料;原位生长CNTs的引入,可使复合材料的层间剪切强度提高52%、抗弯强度提高26%;加压时机的提前及延迟均会不同程度地降低复合材料的力学性能。 展开更多
关键词 层状复合材料 E54环氧树脂 原位生长碳纳米管 碳纤维织物 热分析
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CNT纳米碳填料含量对航天用EP/CFDSF材料性能的影响 被引量：1
8
作者 马鹏飞 韩生华 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期103-106,共4页
研究了在环氧树脂(EP)中同时加入碳纤维双层间隔织物(CFDSF)与酸化碳纳米管(CNT)来提高EP强度的相关作用机理,探讨CNT对EP/CFDSF/CNT电学特性的影响。结果表明,当改性CNT的含量逐渐上升后,材料的缺口冲击测试强度与弯曲强度都呈现先增... 研究了在环氧树脂(EP)中同时加入碳纤维双层间隔织物(CFDSF)与酸化碳纳米管(CNT)来提高EP强度的相关作用机理,探讨CNT对EP/CFDSF/CNT电学特性的影响。结果表明,当改性CNT的含量逐渐上升后,材料的缺口冲击测试强度与弯曲强度都呈现先增大后减小情况。在加入2. 5份后,材料达到最大的缺口冲击强度与弯曲强度。此时的断面形成了凹凸不平的结构,断裂后的CF也存在明显的参差不齐现象。当基体中的改性CNT含量增大后,材料的体积电阻率都出现了下降的趋势。在较低的CNT含量下,CNT相互间处于一种分离状态,无法为电子移动提供连接通道,当CNT含量继续上升至2. 5份时,试样体积电阻率大幅减小。 展开更多
关键词 纳米碳填料 环氧树脂/碳纤维双层间隔织物材料 力学性能 电学特性
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