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3D打印与仿生学融合:仿竹结构的碳纤维增强碳化硅复合材料
1
作者 燕春晖(摘译) 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期83-83,共1页
随着航空航天等领域对材料性能要求的日益提高,陶瓷基复合材料(CMCs)因其卓越的高温稳定性和优异的力学性能而备受关注。然而,CMCs在机械性能与电磁波吸收(EWA)性能之间的平衡一直是一个技术难题。近期,西安交通大学的科研团队在《材料... 随着航空航天等领域对材料性能要求的日益提高,陶瓷基复合材料(CMCs)因其卓越的高温稳定性和优异的力学性能而备受关注。然而,CMCs在机械性能与电磁波吸收(EWA)性能之间的平衡一直是一个技术难题。近期,西安交通大学的科研团队在《材料科学与技术杂志(Journal of Materials Science&Technology)》上发表了一篇关于仿竹结构的连续碳纤维增强SiC(Cf/SiC)复合材料的研究成果,为CMCs的应用提供了新的思路。 展开更多
关键词 碳纤维增强碳化硅复合材料 CF/SIC 电磁波吸收 材料性能 竹结构 3D打印 仿生学 科研团队
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裂解碳涂层对碳纤维增强碳化硅复合材料力学性能的影响 被引量：8
2
作者 何新波 张长瑞 +2 位作者 周新贵 张新明 周安郴 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2000年第9期92-94,共3页
采用先驱体裂解 热压烧结方法制备出Cf/SiC复合材料。探讨了裂解碳涂层和烧结温度对复合材料纤维 /基体界面和力学性能影响。烧结温度为 180 0℃时 ,由于其中由富碳界面相构成的纤维 /基体界面相使纤维 /基体界面结合适中 ,具有较好的... 采用先驱体裂解 热压烧结方法制备出Cf/SiC复合材料。探讨了裂解碳涂层和烧结温度对复合材料纤维 /基体界面和力学性能影响。烧结温度为 180 0℃时 ,由于其中由富碳界面相构成的纤维 /基体界面相使纤维 /基体界面结合适中 ,具有较好的力学性能。 展开更多
关键词 裂解碳涂层 热压烧结 力学性能 碳纤维增强 碳化硅 复合材料 陶瓷基
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自加热化学气相法制备连续碳纤维增强碳化硅复合材料 被引量：9
3
作者 李俊红 朱时珍 +1 位作者 于晓东 苏铁健 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期29-32,共4页
通过自加热化学气相渗积法制备了 Cf/ Si C复合材料 ,对其力学性能进行了测试与分析 ,运用 SEM对复合材料显微结构和断口形貌进行了分析。研究表明 :自加热化学气相渗积法具有较快的渗积速率 ;气体流量的适度增加可改善复合材料的性能 ... 通过自加热化学气相渗积法制备了 Cf/ Si C复合材料 ,对其力学性能进行了测试与分析 ,运用 SEM对复合材料显微结构和断口形貌进行了分析。研究表明 :自加热化学气相渗积法具有较快的渗积速率 ;气体流量的适度增加可改善复合材料的性能 ;碳涂层的厚度对复合材料的力学性能有较大的影响 ,适合的涂层厚度在 0 .35～ 0 .5 展开更多
关键词 碳化硅复合材料 制备 碳纤维增强 自加热化学气相渗积法 CF/SIC复合材料 力学性能 显微结构
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碳纤维增强碳化硅复合材料的力学性能与界面 被引量：9
4
作者 何新波 张新明 +2 位作者 张长瑞 周新贵 周安郴 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第4期342-345,共4页
以AlN和Y2 O3为烧结助剂 ,采用先驱体转化 -热压烧结的方法制备了Cf/SiC复合材料 .研究了烧结温度对复合材料界面和力学性能的影响及烧结助剂对显微结构的影响 .结果表明 :由于烧结时晶界液相和SiC AlN固溶体的形成 ,当烧结温度为 1 75... 以AlN和Y2 O3为烧结助剂 ,采用先驱体转化 -热压烧结的方法制备了Cf/SiC复合材料 .研究了烧结温度对复合材料界面和力学性能的影响及烧结助剂对显微结构的影响 .结果表明 :由于烧结时晶界液相和SiC AlN固溶体的形成 ,当烧结温度为 1 750℃时 ,复合材料具有较高的致密度和较好的力学性能 ;当烧结温度升为 1 80 0℃时 ,在复合材料密度增大的同时 ,其力学性能也大幅度提高 ,此时复合材料抗弯强度与断裂韧性分别高达 691 .6MPa和2 0 .7MPa·m1 / 2 ,复合材料呈现韧性断裂 ;进一步提高烧结温度至 1 850℃时 ,虽然复合材料的密度有所增加 ,但由于纤维 /基体界面结合过强以及纤维本身性能退化加剧 ,复合材料呈现典型的脆性断裂 ,其力学性能急剧降低 ;纤维 /基体的界面是导致纤维增强陶瓷基复合材料性能的关键因素 ,其中 ,纤维的脱粘与拔出是主要的增韧因素 . 展开更多
关键词 显微结构 力学性能 界面 碳化硅复合材料 碳纤维
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碳纤维增强碳化硅复合材料的微观结构与界面 被引量：1
5
作者 张云龙 韩杰才 +2 位作者 张宇民 姚旺 周玉锋 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期20-22,共3页
利用 Al_2O_3和 Y_2O_3为烧结助剂,通过热压烧结工艺制备了碳纤维增强碳化硅复合材料。结果表明:球磨工艺有助于短切碳纤维的均匀分散。烧结过程中,烧结助剂 Al_2O_3、Y_2O_3之间发生化学反应,促进液相烧结,并形成晶界间的次晶相YAG,有... 利用 Al_2O_3和 Y_2O_3为烧结助剂,通过热压烧结工艺制备了碳纤维增强碳化硅复合材料。结果表明:球磨工艺有助于短切碳纤维的均匀分散。烧结过程中,烧结助剂 Al_2O_3、Y_2O_3之间发生化学反应,促进液相烧结,并形成晶界间的次晶相YAG,有利于提高复合材料的断裂韧性。在较高烧结温度下,碳纤维与烧结助剂以及基体之间反应,形成过强结合界面,纤维性能降低,不利于复合材料力学性能的提高。 展开更多
关键词 纤维增强 显微结构 界面 碳化硅 复合材料
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碳纤维增强型复合材料分层缺陷的中频涡流C扫描成像检测
6
作者 王楠 何存富 +2 位作者 刘秀成 梁雪斌 李鹏 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第8期897-907,共11页
碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视... 碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视化成像。基于成像结果,建立数学统计模型对缺陷面积进行重构,通过分析不同阈值对重构效果的影响以实现涡流对分层缺陷面积检测精度的量化评估。在此基础上,研究缺陷埋深与不同方向涡流特征曲线的变化规律,揭示涡流对板内分层缺陷深度的检测能力。试验结果表明,建立的中频(小于1 MHz)涡流C扫描成像系统可以实现CFRP板内最小直径5 mm、埋深0.5 mm分层缺陷的三维成像与定量评估。研究工作为碳纤维复合材料板内分层缺陷的无损检测与评估提供了一种可行思路。 展开更多
关键词 碳纤维增强型复合材料 分层缺陷 涡流 C扫描成像 缺陷面积 深度
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金属与碳纤维增强热塑性复合材料连接研究进展
7
作者 檀财旺 刘浩然 +3 位作者 苏健晖 张雪妍 陈波 宋晓国 《航空制造技术》 北大核心 2025年第16期86-104,共19页
碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空... 碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空铝合金、钛合金等金属材料的可靠连接,可使结构件整体减重达30%~40%,同时兼具金属的高导热性和复合材料的耐腐蚀优势,这对提升飞行器推重比和燃油效率具有显著价值。由于异种材料之间理化性能差异较大,在生产过程中混合应用多种轻量化材料仍面临巨大挑战。本文总结了近年来金属与CFRTP连接技术的国内外研究成果,包括连接工艺、连接机制以及界面调控方法。首先介绍了金属/CFRTP主要连接工艺与研究进展,进一步概括了热连接界面改性的原理,并分别展开论述了金属与CFRTP界面机械嵌合调控与界面化学键合调控两种调控方法。最后,系统梳理并总结了当前金属与CFRTP连接研究进展与存在的关键问题,并对其未来的发展做出展望,为新一代航空航天装备的轻量化设计提供理论支撑和技术保障。 展开更多
关键词 轻量化 异种材料连接 碳纤维增强热塑性复合材料 热连接 界面调控
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碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进展
8
作者 孙国栋 吕龙飞 +5 位作者 解静 贾研 康凯 郑斌 尹昭怡 田清来 《材料导报》 北大核心 2025年第6期256-266,共11页
针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤... 针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤维增强复合材料的阻尼来源和预测阻尼性能的主要方法,以树脂基、陶瓷基、碳质基、金属基和夹层材料为例,介绍了国内外专家学者在基体改性、夹层材料和损伤破坏对碳纤维增强复合材料阻尼性能的影响方面的主要研究成果,并对碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进行了总结。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 阻尼性能 基体改性 夹层材料 损伤破坏
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碳纤维增强树脂复合材料制孔技术研究进展
9
作者 袁艳萍 郭筱然 +2 位作者 王文博 陈磊 汪洋 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第7期835-850,共16页
碳纤维增强树脂复合材料是以碳纤维为增强体、树脂为基体的复合材料,因其质量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优良特性,逐渐替代了许多传统金属材料,广泛应用于航空航天、车辆制造、船舶运输等领域。碳纤维增强树脂复合材料的各向异性及非均质特... 碳纤维增强树脂复合材料是以碳纤维为增强体、树脂为基体的复合材料,因其质量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优良特性,逐渐替代了许多传统金属材料,广泛应用于航空航天、车辆制造、船舶运输等领域。碳纤维增强树脂复合材料的各向异性及非均质特性给加工带来了极大挑战和困难,尤其是大型复合材料的连接装配避免不了小孔结构的加工,但是孔周围产生的应力集中会显著降低连接件的抗疲劳性能。基于此,该文系统综述了碳纤维增强树脂复合材料的制孔方法及其特点。首先,阐述了不同加工工艺下碳纤维增强树脂复合材料制孔的研究进展,并分析了不同工艺下产生的主要缺陷,包括孔的表面形貌特征(如边沿毛刺、撕裂、热影响区、表面粗糙度等)和孔的侧壁形貌特征(如纤维分层、孔锥度、侧壁粗糙度等)。其次,针对复材层板的强度和破坏模式,综述了孔加工对复材层板性能的影响。最后,总结和讨论了碳纤维增强树脂复合材料制孔技术的发展趋势和前景。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂复合材料 孔加工 缺陷 工艺研究 开孔拉伸 数值模拟
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湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料力学性能退化机制及性能预测 被引量：1
10
作者 汪依宁 陈东东 +2 位作者 肖守讷 王明猛 何子坤 《材料导报》 北大核心 2025年第6期281-288,共8页
为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,... 为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,并结合SEM分析老化前后CFRP试件破坏形貌。基于有限元软件ABAQUS二次开发功能,构建了考虑湿热老化效应的层内断裂和层间分层失效的二维本构模型,并对老化前和饱和吸水状态下CFRP力学性能进行计算。结果表明:30℃和50℃两种温度下,CFRP吸湿行为均符合菲克定律;随温度提升和老化时间的延长,CFRP力学性能呈现出下降趋势。此外,相比拉伸性能,CFRP压缩性能受湿热环境影响更大,在50℃老化30 d后,CFRP压缩强度和模量降幅分别为39.3%和10.8%,远高于拉伸强度和模量的降幅(8.11%和7.08%)。分析原因是CFRP浸水老化过程中,水分子扩散会导致纤维-基体界面与基体性能恶化,而CFRP压缩性能对以上变化更敏感。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 湿热老化 力学性能 数值模拟
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3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料研究现状及展望 被引量：2
11
作者 李天杨 张垚 +7 位作者 龚小龙 刘凯 杨梅君 章嵩 韩潇 杨丽霞 闫春泽 史玉升 《精密成形工程》 北大核心 2024年第12期14-34,共21页
碳化硅陶瓷是一类先进结构材料,具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点,然而,碳化硅陶瓷自身的高硬度、高脆性导致其复杂结构件难以制造。3D打印技术的发展为复杂异形陶瓷构件的成形开辟了新途径,但与注射、等静压、凝胶注模等方法相比,其... 碳化硅陶瓷是一类先进结构材料,具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点,然而,碳化硅陶瓷自身的高硬度、高脆性导致其复杂结构件难以制造。3D打印技术的发展为复杂异形陶瓷构件的成形开辟了新途径,但与注射、等静压、凝胶注模等方法相比,其力学性能仍有不足。纤维增强是一类提高碳化硅陶瓷材料力学性能的可靠方法,纤维的引入不仅提高了碳化硅陶瓷的强度,而且改善了碳化硅陶瓷材料的韧性。因此,3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料逐渐成为研究热点。本文对国内外纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料3D打印技术的最新研究进行了回顾,总结了用于3D打印碳化硅陶瓷增强的纤维种类和纤维预处理方法;依据纤维的连续性对纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的3D打印工艺进行了概括,分析了各种3D打印工艺制备的碳化硅陶瓷基复合材料的力学性能,并介绍了3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的应用领域,对未来发展方向作出了展望。旨在为碳化硅陶瓷基复合材料的增材制造技术研究提供参考。 展开更多
关键词 增材制造 陶瓷基复合材料 碳化硅陶瓷 纤维增强 离散纤维 连续纤维
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碳纤维增强聚酰亚胺复合材料摩擦学研究进展
12
作者 张伟臻 赵嘉玮 +3 位作者 黄逸伦 张琦 张师军 高达利 《化工新型材料》 北大核心 2025年第10期41-46,53,共7页
碳纤维增强聚酰亚胺(CF/PI)复合材料因其优异的耐高温性、力学强度及摩擦学性能,在航空航天、汽车轻量化等领域的高端摩擦部件中展现出重要应用潜力。系统综述了近年来CF/PI复合材料摩擦学性能的研究进展,重点探讨了CF表面改性处理、多... 碳纤维增强聚酰亚胺(CF/PI)复合材料因其优异的耐高温性、力学强度及摩擦学性能,在航空航天、汽车轻量化等领域的高端摩擦部件中展现出重要应用潜力。系统综述了近年来CF/PI复合材料摩擦学性能的研究进展,重点探讨了CF表面改性处理、多尺度协同增强复合材料和聚合物填充改性调控策略等对复合材料摩擦磨损行为及性能的影响,揭示了不同改性技术的适用特性及技术瓶颈,建立材料结构优化与摩擦学性能的构效关系,最后总结当前CF/PI复合材料在摩擦磨损领域应用中存在的问题,并对其未来发展进行展望。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 聚酰亚胺 摩擦学 碳纤维改性
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碳纤维增强复合材料沟槽铣削缺陷及影响因素研究
13
作者 杨然杰 李佳慧 +3 位作者 葛亮 施华 杨文超 黄树涛 《工具技术》 北大核心 2025年第10期48-54,共7页
碳纤维增强复合材料凭借良好的性能,广泛应用在航空航天、汽车等领域,沟槽铣削是其重要的加工工序,但在铣削沟槽时极易产生撕裂、分层、毛刺等缺陷。本文应用PCD铣刀对CFRP进行沟槽铣削实验,研究沟槽端面缺陷的形成特点、机理及切削参... 碳纤维增强复合材料凭借良好的性能,广泛应用在航空航天、汽车等领域,沟槽铣削是其重要的加工工序,但在铣削沟槽时极易产生撕裂、分层、毛刺等缺陷。本文应用PCD铣刀对CFRP进行沟槽铣削实验,研究沟槽端面缺陷的形成特点、机理及切削参数和冷却条件的影响。结果表明:沟槽铣削端面缺陷主要为端面表层的撕裂,沟槽侧端面撕裂缺陷主要发生在铣刀相对工件端面转出一侧,底端面撕裂缺陷在沟槽铣入端和铣出端表现不同;撕裂因子F随切削速度的提升先增大后减小,随每齿进给量的增大而增大,每齿进给量相较于切削速度对撕裂缺陷最大影响深度和撕裂因子F的影响更为显著;以较低的每齿进给量铣削时改变冷却条件可以减少端面撕裂缺陷的面积。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 端面缺陷 沟槽铣削 PCD铣刀
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基于MAT_58模型的碳纤维增强复合材料仿真参数捕捉与验证
14
作者 邱星瀚 宋通 +3 位作者 张赛 王付胜 孟宪明 陈亚军 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期54-62,105,共10页
预测纤维增强复合材料层压板的失效行为在工程应用中具有重要价值。利用万能电子试验机、冲击试验机,对一种碳纤维增强复合材料层压板在LS-DYNA有限元分析软件中的*MAT_58模型材料参数进行捕捉和验证。结果表明:单单元测试明确了*MAT_5... 预测纤维增强复合材料层压板的失效行为在工程应用中具有重要价值。利用万能电子试验机、冲击试验机,对一种碳纤维增强复合材料层压板在LS-DYNA有限元分析软件中的*MAT_58模型材料参数进行捕捉和验证。结果表明:单单元测试明确了*MAT_58模型材料参数在本构模型中的物理意义;通过双边缺口拉伸试验结合Bazant裂纹带模型计算出四边形单元尺寸为2 mm时的等效失效应变ERODS为0.56;落锤冲击试验峰值力对ERODS高度敏感,试验与仿真力-位移曲线吻合良好,峰值力误差最小为5.22%,验证了ERODS参数捕捉的有效性;纤维方向强度对于落锤冲击过程中的力学响应行为影响最大,面内剪切强度影响次之,基体方向强度影响最小。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 有限元仿真 单单元测试 面内断裂韧性 冲击响应
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碳纤维增强复合材料反射镜制备与应用研究进展
15
作者 吴迪 刘驻 +3 位作者 毕团利 程路超 刘震宇 章继峰 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第9期135-146,共12页
碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)因其高比刚度、低面密度和优异的热稳定性,成为大口径空间望远镜和自适应光学系统中反射镜轻量化设计的理想材料。本文系统综述了CFRP反射镜的设计与制造工艺进展、环境适应... 碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)因其高比刚度、低面密度和优异的热稳定性,成为大口径空间望远镜和自适应光学系统中反射镜轻量化设计的理想材料。本文系统综述了CFRP反射镜的设计与制造工艺进展、环境适应性研究及其在大型望远镜中的应用现状。通过优化铺层设计、改进固化工艺及表面处理技术,可有效抑制纤维透印(Fiber Print-Though,FPT)和固化残余应力引起的面形误差,使CFRP反射镜的面形精度达到λ/10级别(RMS)。然而,CFRP的吸湿性和热膨胀系数各向异性仍是制约其工程应用的关键问题。为此,本文进一步探讨了主动光学控制技术与CFRP反射镜的结合,使CFRP反射镜可根据力和环境变化调整面形,验证了其在可变形镜和大口径拼接镜中的应用潜力。未来需聚焦新型基体材料开发、多场耦合机理分析及长期服役性能评估,以推动CFRP反射镜在极端环境下的可靠应用。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 轻量化反射镜 环境适应性 主动光学反射镜
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碳纤维增强复合材料超声辅助钻孔缺陷研究
16
作者 胡辰 韩昇 +2 位作者 陈美伶 朱永伟 范若寻 《电加工与模具》 北大核心 2025年第4期71-77,共7页
碳纤维增强复合材料(CFRP)因具有轻质、高强度及耐腐蚀等优点,广泛应用在航空、航天、汽车等领域。然而传统钻削加工的CFPR材料小孔易产生毛刺、撕裂等缺陷。为此,分别开展了超声辅助钻削加工的单因素试验和正交试验,对比分析了微观形貌... 碳纤维增强复合材料(CFRP)因具有轻质、高强度及耐腐蚀等优点,广泛应用在航空、航天、汽车等领域。然而传统钻削加工的CFPR材料小孔易产生毛刺、撕裂等缺陷。为此,分别开展了超声辅助钻削加工的单因素试验和正交试验,对比分析了微观形貌,研究了孔径、加工参数、超声参数对切削力及缺陷的影响。结果表明,振幅为4μm的超声辅助钻削可有效降低切削力,减少毛刺和撕裂缺陷产生,但是过高的超声振幅不会导致更少的缺陷,论证了超声辅助加工减少钻孔缺陷具有可行性。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 超声辅助 钻削加工 缺陷
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碳纤维增强复合材料界面增强增韧研究进展
17
作者 邓桢 杨沛文 +1 位作者 陈彦锟 于运花 《石油化工》 北大核心 2025年第10期1500-1507,共8页
碳纤维增强复合材料(CFRP)因其轻质高强特性在新能源汽车轻量化领域得到广泛应用。然而,碳纤维与树脂基体在化学活性、模量及热膨胀系数等方面的固有差异,导致CFRP界面存在显著的应力集中和残余应力问题,严重制约了CFRP力学性能的充分... 碳纤维增强复合材料(CFRP)因其轻质高强特性在新能源汽车轻量化领域得到广泛应用。然而,碳纤维与树脂基体在化学活性、模量及热膨胀系数等方面的固有差异,导致CFRP界面存在显著的应力集中和残余应力问题,严重制约了CFRP力学性能的充分发挥。综述了通过分子结构设计调控CFRP界面相结构的研究进展。通过引入枝化结构和分子滑轮结构,能够实现CFRP界面性能的同时增强与增韧,为推动CFRP在汽车轻量化领域的广泛应用提供了理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 界面增韧 界面增强 汽车轻量化
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碳纤维增强热塑性复合材料激光原位成型工艺调控研究进展
18
作者 任毅 虞筱琛 +1 位作者 祝颖丹 陈刚 《塑料工业》 北大核心 2025年第2期6-12,51,共8页
碳纤维增强热塑性复合材料凭借其优异的力学性能在航空航天、轨道交通及国防等领域得到广泛应用。激光原位成型技术是热塑性复合材料主要的先进成型工艺,针对其工艺参数的调控和成型机理的研究具有重要的工程应用意义。本文在总结国内... 碳纤维增强热塑性复合材料凭借其优异的力学性能在航空航天、轨道交通及国防等领域得到广泛应用。激光原位成型技术是热塑性复合材料主要的先进成型工艺,针对其工艺参数的调控和成型机理的研究具有重要的工程应用意义。本文在总结国内外激光原位成型技术研究的基础上,讨论了激光加热温度、压辊压力、成型速度等工艺对热塑性复合材料成型性能和缺陷的影响规律,最后对其发展趋势进行了总结和展望。总体而言,目前国内外针对热塑性复合材料激光原位成型工艺多为试验研究,有待开展多工艺参数耦合协同仿真分析及复杂曲面成型工艺研究,为激光原位成型工程应用发展提供支撑。 展开更多
关键词 碳纤维增强热塑性复合材料 激光原位成型 工艺参数 调控
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多醛化聚轮烷构建分子滑轮增强增韧碳纤维复合材料界面
19
作者 马龙 邓桢 +1 位作者 陈彦锟 于运花 《石油化工》 北大核心 2025年第10期1407-1415,共9页
碳纤维增强树脂复合材料具有诸多优异性能,但由于碳纤维与树脂基体(EP)间热膨胀系数不一致使得复合材料成型冷却后在界面处产生残余应力诱发应力集中导致复合材料界面性能下降。通过制备多醛化聚轮烷(PR)作为水性环氧的添加剂对碳纤维... 碳纤维增强树脂复合材料具有诸多优异性能,但由于碳纤维与树脂基体(EP)间热膨胀系数不一致使得复合材料成型冷却后在界面处产生残余应力诱发应力集中导致复合材料界面性能下降。通过制备多醛化聚轮烷(PR)作为水性环氧的添加剂对碳纤维进行上浆,在界面相中构建了分子滑轮,得到了同时增强增韧界面的效果,并释放了界面残余应力。此外,还探讨了分子滑轮对复合材料界面增强增韧的机制。实验结果表明,相比于CF-desized/EP,CF-SD-PR/EP复合材料的横向纤维束测试强度、界面剪切强度和界面韧性分别得到了提升,界面残余应力从(1.60±0.04)GPa下降到(0.80±0.05)GPa。 展开更多
关键词 界面增强增韧 多醛化聚轮烷 分子滑轮 碳纤维复合材料
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碳纤维增强复合材料多孔阵列薄壁圆管的抗冲击与吸能性能
20
作者 金跃 缪馥星 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期103-111,共9页
为改善薄壁圆管的抗冲击与吸能性能,设计一种多孔阵列薄壁碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composites,CFRP)管,研究其分别在轴向和横向冲击载荷下的抗冲击与吸能性能。基于有限元法建立CFRP多孔阵列薄壁管在冲击载荷作用... 为改善薄壁圆管的抗冲击与吸能性能,设计一种多孔阵列薄壁碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composites,CFRP)管,研究其分别在轴向和横向冲击载荷下的抗冲击与吸能性能。基于有限元法建立CFRP多孔阵列薄壁管在冲击载荷作用下的有限元模型,并分析不同铺层角度对此结构的抗冲击与吸能性能的影响。数值分析结果表明:相比普通薄壁CFRP圆管和方管,在轴向和横向冲击载荷作用下,CFRP多孔阵列薄壁圆管有更高的比吸能和峰值载荷,而过高的峰值载荷对被保护的结构不利,但可通过改变CFRP的铺层角度而改变冲击峰值载荷和比吸能值;在轴向冲击载荷下,多孔阵列薄壁圆管铺层角度由[90°/45°/90°/0°]2S变为[90°/0°/90°/0°]2S时,有效压缩位移内的最大压缩载荷降低约10.1%,比吸能值提高约15.1%。研究结果将对CFRP薄壁管的轻量化和抗冲击性能提升的工程应用具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 多孔阵列薄壁圆管 抗冲击性能 能量吸收 有限元分析
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