碳纤维增强环氧树脂复合材料的紫外老化及寿命预测

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作者 周飞宇 时中猛 +1 位作者 邹超 赵建平 《宇航材料工艺》 CSCD 北大核心 2024年第6期98-104,共7页

采用热压罐成型工艺制备碳纤维增强环氧树脂基层合板(CFREL),通过人工加速老化试验方法,对层合板进行不同温度周期下的紫外老化实验,对不同温度、不同时间的试样进行力学性能测试并利用扫描电子显微镜(SEM)观察微观形貌,研究CFREL的弯... 采用热压罐成型工艺制备碳纤维增强环氧树脂基层合板(CFREL),通过人工加速老化试验方法,对层合板进行不同温度周期下的紫外老化实验,对不同温度、不同时间的试样进行力学性能测试并利用扫描电子显微镜(SEM)观察微观形貌,研究CFREL的弯曲强度及层间剪切强度随紫外老化变化的情况,根据剩余强度模型和动力学曲线模型对其进行寿命预测。结果表明,计算得出的寿命预测模型与实验结果拟合较好,可以预测不同强度保持率下CFREL在自然光下的使用寿命。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂基层合板 紫外老化 弯曲 层间剪切 寿命预测

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不同孔隙率碳纤维增强环氧树脂复合材料板的压缩强度及其预测模型 被引量：4

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作者 杨鹏飞 樊俊铃 +1 位作者 宁宁 史俊伟 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期52-56,共5页

通过压缩试验研究了IMA碳纤维增强M21环氧树脂复合材料板孔隙率对压缩强度的影响,建立了孔隙率与压缩强度的非线性关系模型。结果表明:孔隙率不大于1.87%时,该复合材料板的压缩强度较孔隙率为0的变化不明显,孔隙率对压缩强度的影响较小... 通过压缩试验研究了IMA碳纤维增强M21环氧树脂复合材料板孔隙率对压缩强度的影响,建立了孔隙率与压缩强度的非线性关系模型。结果表明:孔隙率不大于1.87%时,该复合材料板的压缩强度较孔隙率为0的变化不明显,孔隙率对压缩强度的影响较小;孔隙率大于1.87%时,复合材料板的压缩强度较孔隙率为0的明显降低,此时孔隙率对压缩强度的影响较大;用建立的孔隙率与压缩强度的非线性关系模型对复合材料板的压缩强度进行了预测,预测结果较经典Gürdal指数模型的准确。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂 孔隙率 压缩强度 预测模型

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碳纤维增强环氧树脂复合材料盐雾腐蚀行为及其老化分子机制 被引量：7

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作者 李玥 叶林 赵晓文 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期91-97,共7页

碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)综合性能优异,广泛用于国防军工、航空航天等领域。文中针对CFRP在海洋气候环境下的实际应用需求,研究了具有产品结构特征的NOL环及层压板试样在高温、高浓度盐雾(55℃,10%NaCl)条件下的盐雾腐蚀行为,... 碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)综合性能优异,广泛用于国防军工、航空航天等领域。文中针对CFRP在海洋气候环境下的实际应用需求,研究了具有产品结构特征的NOL环及层压板试样在高温、高浓度盐雾(55℃,10%NaCl)条件下的盐雾腐蚀行为,并通过研究材料在老化过程中的吸湿行为、盐分扩散行为及树脂分子/交联网络结构及体系界面结构的演变,探究了其老化分子机理及界面损伤机制。其老化过程可分为3个阶段,在此期间水分子对树脂的溶胀与塑化作用、纤维-基体湿膨胀系数不匹配诱发的界面损伤作用及盐分/水分对树脂的腐蚀断链作用均可导致体系交联密度降低、界面脱粘及基体破碎,诱使材料力学及界面强度劣化。老化90 d后,NOL环及层压板试样的层间剪切强度(ILSS)保留率分别为73.75%及84.10%。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂复合材料 盐雾腐蚀行为 界面损伤 老化分子机制

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碳纤维增强环氧树脂复合板材的制备及其各向异性传热和弹性变形行为 被引量：3

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作者 江金鱼 何浩宇 +2 位作者 黄磊 吴振鹏 董博闻 《现代纺织技术》 北大核心 2023年第4期111-118,共8页

采用模压成型技术制备了太阳能电池阵用碳纤维增强环氧树脂(CF EP)复合板材,并通过光学显微镜、SEM及XRD对其宏观、微观结构进行表征。基于多物理场耦合计算软件Comsol建立了CF EP复合板的固体传热数值模型,借助曲线坐标系转换算法揭示... 采用模压成型技术制备了太阳能电池阵用碳纤维增强环氧树脂(CF EP)复合板材,并通过光学显微镜、SEM及XRD对其宏观、微观结构进行表征。基于多物理场耦合计算软件Comsol建立了CF EP复合板的固体传热数值模型,借助曲线坐标系转换算法揭示了热量于复合板碳纤维中优先沿纤维轴向传导,进而解释了碳纤维对CF EP复合板导热性能提升的作用机制。并基于有限元计算软件Abaqus,建立了CF EP的轴向应力-应变模型。研究发现在CF EP的弹性变形过程中,沿平行于应力方向排列的碳纤维承担了绝大部分应力,且当应变率升至1%时,轴向碳纤维的内部应力最高可达54.1 MPa。 展开更多

关键词 太阳能电池阵 碳纤维增强环氧树脂(CF EP) 曲线坐标 固体传热 弹性变形

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碳纤维增强羟基磷灰石/环氧树脂复合材料的制备与力学性能 被引量：9

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作者 赵俊亮 付涛 +1 位作者 憨勇 徐可为 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期640-643,共4页

采用树脂传递模塑 (RTM)工艺制备了碳纤维增强环氧树脂以及碳纤维增强羟基磷灰石 (HA) 环氧树脂两种复合材料 ,并测试了其力学性能。结果表明 ,RTM工艺可以基本保证环氧基体均匀浸入碳纤维织物内部。碳纤维增强HA 环氧复合材料的冲击... 采用树脂传递模塑 (RTM)工艺制备了碳纤维增强环氧树脂以及碳纤维增强羟基磷灰石 (HA) 环氧树脂两种复合材料 ,并测试了其力学性能。结果表明 ,RTM工艺可以基本保证环氧基体均匀浸入碳纤维织物内部。碳纤维增强HA 环氧复合材料的冲击韧性高于碳纤维增强环氧复合材料 ,而弯曲强度和弯曲模量低于碳纤维增强环氧复合材料。两种复合材料的弯曲强度远高于人体皮质骨 ,弯曲模量与皮质骨非常接近。动态力学分析 (DMA)表明加入HA后 ,复合材料的贮存模量和内耗降低 。 展开更多

关键词 碳纤维增强羟基磷灰石/环氧树脂复合材料 制备 弹性模量 骨植入材料 力学性能 树脂传递模塑

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碳纤维/环氧树脂单向复合材料的吸湿残余应力研究 被引量：7

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作者 黄远 万怡灶 +3 位作者 何芳 王玉林 高智芳 李刚 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期57-62,共6页

对碳纤维增强环氧树脂基(CFL/EP)单向复合材料在湿热环境下吸湿残余应力进行了研究。首先,采用ABAQUS有限元软件计算了环境温度T=37℃及T=80℃条件下随时间变化的材料中水分分布,该结果和材料吸湿实验结果吻合较好,同时也发现碳纤维随... 对碳纤维增强环氧树脂基(CFL/EP)单向复合材料在湿热环境下吸湿残余应力进行了研究。首先,采用ABAQUS有限元软件计算了环境温度T=37℃及T=80℃条件下随时间变化的材料中水分分布,该结果和材料吸湿实验结果吻合较好,同时也发现碳纤维随机分布模型能更好地模拟复合材料吸湿行为;随后,根据获得的水分分布对随时间变化的吸湿残余应力进行了研究。结果表明:树脂基体长时间吸湿导致的残余应力能够达到很高的水平(30MPa以上),其中纤维间距较小的基体区域以及基体和纤维界面处的应力水平明显高于其他区域,而在界面处应力值最高。这种高水平的残余应力在吸湿、脱湿循环下可能导致材料发生疲劳损伤及失效。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 ABAQUS 吸湿实验 残余应力 失效

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聚醚酰亚胺纳米纤维膜同步改善VARI成型CF/EP复合材料层间韧性和面内力学性能

7

作者 阳泽濠 宁博 +6 位作者 陈正国 徐学宏 刘卫平 薛怿 刘勇 张辉 俞建勇 《材料工程》 北大核心 2025年第2期202-212,共11页

研究了静电纺聚醚酰亚胺(PEI)纳米纤维膜对真空辅助树脂灌注(VARI)成型碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层间韧性和面内力学性能的影响规律及其内在微观机制。研究发现,PEI纳米纤维膜与环氧树脂浸渍性良好且不影响树脂流动,适用于灌注温... 研究了静电纺聚醚酰亚胺(PEI)纳米纤维膜对真空辅助树脂灌注(VARI)成型碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层间韧性和面内力学性能的影响规律及其内在微观机制。研究发现,PEI纳米纤维膜与环氧树脂浸渍性良好且不影响树脂流动,适用于灌注温度为70℃且灌注时间小于30 min的VARI成型工艺,在120℃的环氧树脂固化温度下6 min内完全溶解。PEI纳米纤维膜的引入可同时改善CF/EP复合材料的层间韧性和面内力学性能,15 g/m^(2)的PEI纳米纤维膜可以使CF/EP复合材料的Ⅰ型层间断裂韧度、Ⅱ型层间断裂韧度和层间剪切强度分别提升55.1%,65.4%和12.2%,20 g/m^(2)的PEI纳米纤维膜使CF/EP复合材料的弯曲强度和模量分别提高了10.6%和9.3%,10 g/m^(2)的PEI纳米纤维膜使压缩强度和压缩模量分别增加24.3%和18.9%。PEI纳米纤维膜通过原位溶解和环氧树脂固化诱导相分离,在CF/EP复合材料层间形成均匀分布的PEI/环氧树脂两相结构,提高了复合材料层间裂纹的扩展阻力和层间树脂基体的载荷转移能力,可能是复合材料层间韧性和面内力学性能得到改善的原因。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 真空辅助树脂灌注 聚醚酰亚胺 纳米纤维膜 层间韧性 面内力学性能

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拉挤成型碳纤维增强EP复合材料高低温力学性能 被引量：7

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作者 陈朝中 章潇慧 +3 位作者 李要君 许豪 付延涛 林鹏 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期108-113,共6页

为了研究环境温度对轨道交通车辆复合材料力学性能产生的影响,以4轴向碳纤维经编布为增强体,环氧树脂(EP)为基体,采用拉挤成型制备了碳纤维增强EP复合材料板。研究了复合材料在三种环境温度(–50,23,70℃)下的拉伸与弯曲性能,并计算B基... 为了研究环境温度对轨道交通车辆复合材料力学性能产生的影响,以4轴向碳纤维经编布为增强体,环氧树脂(EP)为基体,采用拉挤成型制备了碳纤维增强EP复合材料板。研究了复合材料在三种环境温度(–50,23,70℃)下的拉伸与弯曲性能,并计算B基准值。结果表明,随着温度的升高,其力学性能呈现下降趋势。开孔拉伸性能变化较小,弯曲性能更易受到温度的影响,与常温条件相比,高温状态下弯曲强度下降28.8%,弯曲弹性模量下降8.3%,低温下弯曲强度上升20.3%,弯曲弹性模量变化不大,仅为2.4%。从计算数据看,在复杂的环境温度下该种成型材料也能够基本满足较高的力学性能要求,为扩展碳纤维增强EP复合材料从小型辅助件到大型主体承力件的应用研究提供了依据。 展开更多

关键词 轨道交通车辆 碳纤维增强环氧树脂复合材料 拉挤成型 开孔拉伸 弯曲性能

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国产T700级碳纤维及复合材料性能表征 被引量：15

9

作者 张海燕 李根臣 +7 位作者 刘震宇 王义师 邵蒙 王存铎 郑素萍 孟昭瑞 王昭硕 魏化震 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期238-240,共3页

研究了两种国产T700级碳纤维微观形貌以及相应的环氧树脂基复合材料的基本力学性能,并与日本东丽T700碳纤维进行比较。结果发现,与表面光滑的东丽T700碳纤维相比,国产碳纤维表面有颗粒附着,呈凹凸不平的形貌;国产Ⅰ型和东丽碳纤维较国... 研究了两种国产T700级碳纤维微观形貌以及相应的环氧树脂基复合材料的基本力学性能,并与日本东丽T700碳纤维进行比较。结果发现,与表面光滑的东丽T700碳纤维相比,国产碳纤维表面有颗粒附着,呈凹凸不平的形貌;国产Ⅰ型和东丽碳纤维较国产Ⅱ型碳纤维的力学性能稳定性更好,国产Ⅰ型碳纤维与东丽纤维力学性能数据相近,其中国产Ⅰ型碳纤维复合材料拉伸强度为2323MPa、拉伸弹性模量为143GPa、弯曲强度为2327MPa、弯曲弹性模量为140GPa。 展开更多

关键词 国产T700级碳纤维 东丽T700碳纤维 表面形貌 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 力学性能

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树脂基复合材料表面隔热涂层的组织与性能研究 被引量：4

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作者 潘碧宸 任鹏禾 +4 位作者 周特军 蔡圳阳 赵小军 周宏明 肖来荣 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期947-952,共6页

以碳纤维增强环氧树脂作为基体材料,设计并制备了一种轻质、环保的隔热涂层。为解决基体材料与涂层之间热膨胀系数差别大导致易于开裂的问题,同时实现具有高反射率和低热导率的目标,通过添加聚氨酯、TiO2、SiO2、Al2O3等填料制备连接层... 以碳纤维增强环氧树脂作为基体材料,设计并制备了一种轻质、环保的隔热涂层。为解决基体材料与涂层之间热膨胀系数差别大导致易于开裂的问题,同时实现具有高反射率和低热导率的目标,通过添加聚氨酯、TiO2、SiO2、Al2O3等填料制备连接层、阻隔层、反射层等三个不同功能层形成复合隔热涂层。通过优化涂层脱落时间、反射率、热导率等,得到连接层、阻隔层、反射层最优厚度分别为80、120和90μm。优化后的隔热涂层具有优异性能:涂层的反射率高达0.95,导热系数为0.048 W·m–1·K–1,隔热温差为20.1℃;耐热冲击性能良好, 190℃的最大失重率为3.7%,并在随后保持稳定;在160℃连续保温4h后表面变黄,但无明显脱落现象,同时,纳米填料颗粒保持原状态。 展开更多

关键词 隔热涂层 二氧化钛 空心玻璃微球 碳纤维增强环氧树脂

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非平衡刚度胶-铆混合连接接头特性及失效机制 被引量：3

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作者 陈潇凯 郭子煜 +1 位作者 金嘉威 孙凌玉 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期251-257,共7页

为解决汽车轻量化中混合材料车身的异质材料连接问题,研究了碳纤维增强环氧树脂复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)与铝合金非平衡刚度四钉压铆胶接混合连接接头力学性能及失效机制.基于重导入和预定义场技术,建立了CFRP/A... 为解决汽车轻量化中混合材料车身的异质材料连接问题,研究了碳纤维增强环氧树脂复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)与铝合金非平衡刚度四钉压铆胶接混合连接接头力学性能及失效机制.基于重导入和预定义场技术,建立了CFRP/Al非平衡刚度混合连接接头的非线性有限元分析模型,据此对混合连接压铆、回弹及拉伸载荷渐进失效机制进行仿真;对混合连接与单一连接力学性能和失效形式进行了对比分析.结果表明,所提出的建模方法能够同时考虑铆接成型过程和混合连接工艺顺序对混合接头连接特性的影响,混合连接最大载荷及能量吸收预测误差分别为2.3%、5.2%,具有较高的性能预测精度;铆接在失效初期对胶接具有加强作用,失效形式为先胶层失效后铝板拉伸失效,仿真与试验结果较为一致. 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP) 胶铆混合连接接头 有限元分析 工艺顺序 失效

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医学成像系统中的先进复合材料解决方案 被引量：1

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作者 王强华 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期142-145,共4页

碳纤维增强环氧树脂是一种先进复合材料,它采用碳纤维和环氧树脂通过一定的复合成型工艺制成,具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、透电磁波和耐腐蚀等优异特性,优于传统的玻璃纤维增强复合材料,已被用于开发和制造各种医疗器械和零部件。... 碳纤维增强环氧树脂是一种先进复合材料,它采用碳纤维和环氧树脂通过一定的复合成型工艺制成,具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、透电磁波和耐腐蚀等优异特性,优于传统的玻璃纤维增强复合材料,已被用于开发和制造各种医疗器械和零部件。着重介绍CT扫描成像系统中的先进复合材料解决方案,包括材料的性能和选择,CT床面板和头托部件的制造工艺技术等,为新型医用复合材料部件的开发和应用提供参考。 展开更多

关键词 先进复合材料解决方案 碳纤维增强环氧树脂 CT床面板 CT头托 制造工艺

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3种材料在柔性机械臂振动抑制中的特性对比 被引量：1

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作者 谷勇霞 江崔颖 +1 位作者 张玉玲 钟文 《机床与液压》 北大核心 2019年第5期96-101,共6页

在所设计的柔性机械臂的基础上,利用SolidWorks Simulation对合金钢、铝合金、碳纤维增强环氧树脂基复合材料3种结构材料的机械臂进行线性动态分析,分别从谐波分析和瞬态振动分析两个方面对机械臂进行仿真。结果表明,碳纤维增强环氧树... 在所设计的柔性机械臂的基础上,利用SolidWorks Simulation对合金钢、铝合金、碳纤维增强环氧树脂基复合材料3种结构材料的机械臂进行线性动态分析,分别从谐波分析和瞬态振动分析两个方面对机械臂进行仿真。结果表明,碳纤维增强环氧树脂基复合材料对机械臂具有明显的减振作用,其振动衰减速度及振动衰减效果要优于传统合金材料,为机械臂的设计及振动抑制提供了参考。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 机械臂 振动抑制

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激光辐照CFRP下温度对铺层结构的敏感性研究 被引量：1

14

作者 孙佳鑫 陈重全 +2 位作者 杨心蕊 南朋玉 沈中华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期280-285,共6页

为了研究连续激光作用下层叠型碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)的铺层结构对材料温度的影响,采用有限元软件COMSOL模拟连续激光辐照5种典型层叠型CFRP的烧蚀过程。通过材料表面的温度偏差,获得了5种典型层叠型CFRP的温度分布和演化... 为了研究连续激光作用下层叠型碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)的铺层结构对材料温度的影响,采用有限元软件COMSOL模拟连续激光辐照5种典型层叠型CFRP的烧蚀过程。通过材料表面的温度偏差,获得了5种典型层叠型CFRP的温度分布和演化规律;通过对材料整体温度分布进行统计分析,获得了材料温度均匀性随激光辐照时间的变化规律。结果表明,由单向层叠加而成的CFRP在材料表面光斑边缘附近温度对铺层结构最为敏感,呈非单调变化;在5种典型的结构中45°夹角铺层结构的CFRP整体温度分布最为均匀。此研究结果有助于进一步研究激光辐照下复合材料的热力学破坏。 展开更多

关键词 激光技术 温度演变 烧蚀模型 碳纤维增强环氧树脂 铺层结构

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制备工艺对C_(3D)/EP复合材料力学性能的影响

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作者 胡丰华 雷雨 +2 位作者 万怡灶 王玉国 王玉林 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2004年第4期24-26,共3页

本文采用了两种工艺制备三维编织碳纤维增强环氧树脂基 (C3D/EP)复合材料 ,并对其力学性能和微观结构进行了研究和分析。结果表明 ,孔隙对复合材料的影响较大 ,相对RTM工艺制备的复合材料 ,真空浸渍法制备的复合材料有较高的空隙率 ,较... 本文采用了两种工艺制备三维编织碳纤维增强环氧树脂基 (C3D/EP)复合材料 ,并对其力学性能和微观结构进行了研究和分析。结果表明 ,孔隙对复合材料的影响较大 ,相对RTM工艺制备的复合材料 ,真空浸渍法制备的复合材料有较高的空隙率 ,较低的弯曲强度和弯曲模量、较好的冲击性能。 展开更多

关键词 制备工艺 C3D/EP 力学性能 三维编织碳纤维增强环氧树脂基复合材料 微观结构

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复合材料在飞机主结构中的应用动向 被引量：13

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作者 黄汉生 《化工新型材料》 CAS CSCD 2004年第10期51-52,共2页

关键词 复合材料 飞机 主结构 碳纤维增强环氧树脂 叠层材料 夹层材料 树脂膜熔融法 热压成型 缠绕法

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预浸料贮存时间对MT700/603复合材料力学性能的影响

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作者 王荣 于雅琳 +3 位作者 王乐辰 莫申忠 黄玉清 周翔 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2434-2441,共8页

以碳纤维增强环氧树脂热熔预浸料MT700/603为研究对象,开展室温贮存时间与预固化度的关联性分析,研究预浸料预固化度对复合材料成型质量和关键力学性能的影响机制,建立预浸料贮存时间-预固化度-制品性能三者之间的内在联系。结果表明:... 以碳纤维增强环氧树脂热熔预浸料MT700/603为研究对象,开展室温贮存时间与预固化度的关联性分析,研究预浸料预固化度对复合材料成型质量和关键力学性能的影响机制,建立预浸料贮存时间-预固化度-制品性能三者之间的内在联系。结果表明:随着室温贮存时间的延长,60 d后603环氧树脂的最低黏度增加了4.6倍,玻璃化转变温度增加了17.9℃,预固化度为11.2%;MT700/603预浸料贮存时间小于30 d时,制备的复合材料内部质量良好,纤维分布较为均匀,孔隙率较低,树脂的预固化度在5.3%以内,孔隙率低于0.03%;复合材料更倾向依赖于树脂基体破坏的纵向压缩强度和压缩模量对孔隙率的敏感度,要高于倾向依赖于纤维增强体破坏的纵向拉伸强度和拉伸模量;预浸料在室温贮存时树脂预固化度增加,黏度增大,加压时机与树脂黏度变化不匹配是导致复合材料构件关键力学性能下降的根本原因;根据产品的力学性能指标要求,结合不同贮存时间的关键力学性能数据,可反推出预浸料的最长室温贮存时间,实现了预浸料可用性的定量化评估。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂 贮存时间 预固化度 力学性能 孔隙

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