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碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备与性能 被引量：8
1
作者 敖玉辉 石飞 +2 位作者 尚垒 石富强 张会轩 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期161-164,169,共5页
通过高温模压方法,制备了碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料。采用差示扫描量热、热失重、弯曲测试、拉伸测试、扫描电子显微镜等分析方法对制品热学性能和力学性能进行了分析。分析结果表明,制备CF/PEEK复合材料的最佳工艺参数为:成型... 通过高温模压方法,制备了碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料。采用差示扫描量热、热失重、弯曲测试、拉伸测试、扫描电子显微镜等分析方法对制品热学性能和力学性能进行了分析。分析结果表明,制备CF/PEEK复合材料的最佳工艺参数为:成型温度380℃~390℃,停留时间30 min,保温保压30 min、2 MPa^3 MPa,后期保压压力4 MPa^5MPa,保压时间3 h。复合材料制品弯曲强度达到1783 MPa,分解温度达578℃,表明其具有优良的力学性能和热稳定性。 展开更多
关键词 碳纤维 聚醚醚酮 复合材料 热性能 力学性能
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碳纤维增强聚醚醚酮复合材料滑动摩擦转移膜的ESCA研究 被引量：11
2
作者 冯显灿 张人佶 《材料科学与工程》 CSCD 1999年第1期29-34,共6页
碳纤维增强聚醚醚酮在滑动时形成的转移膜对其摩擦学性能有重要影响，本文对此转移膜进行了Ｘ射线光电子能谱化学分析（ＥＳＣＡ）。表明，与纯聚醚醚酮和聚醚醚酮＋聚四氟乙烯相比，碳纤维增强聚醚醚酮形成的转移膜最薄，连续性与均匀... 碳纤维增强聚醚醚酮在滑动时形成的转移膜对其摩擦学性能有重要影响，本文对此转移膜进行了Ｘ射线光电子能谱化学分析（ＥＳＣＡ）。表明，与纯聚醚醚酮和聚醚醚酮＋聚四氟乙烯相比，碳纤维增强聚醚醚酮形成的转移膜最薄，连续性与均匀性最好，因此其摩擦学性能最好。转移膜的成份沿着其深度方向发生变化，表明此膜中石墨和聚四氟乙烯存在着优先转移。在这一研究的基础上，本文对滑动摩擦转移膜的形成提出粘着转移机制。 展开更多
关键词 聚醚醚酮 碳纤维增强 转移膜 ESCA 复合材料
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短碳纤维增强聚醚醚酮复合材料生产技术
3
《中国乡镇企业信息》 1997年第8期15-15,共1页
聚醚醚酮(PEEK)是英国 ICI 公司最先于1981年投放市场的一种耐高温、高性能、热塑性特种工程塑料。以碳纤维增强的聚醚醚酮复合材料是一种新型复合材料,可制造航空、核工业、机械、化工、汽车等领域的设备零部件,如齿轮、轴承、活塞环... 聚醚醚酮(PEEK)是英国 ICI 公司最先于1981年投放市场的一种耐高温、高性能、热塑性特种工程塑料。以碳纤维增强的聚醚醚酮复合材料是一种新型复合材料,可制造航空、核工业、机械、化工、汽车等领域的设备零部件,如齿轮、轴承、活塞环、油压机部件、磁力泵隔离套、高温下检测传感器零件。 展开更多
关键词 聚醚醚酮复合材料 碳纤维增强 特种工程塑料 新型复合材料 热塑性 活塞环 磁力泵 耐高温 检测传感器 高性能
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碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进展
4
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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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
5
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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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
6
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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碳纤维增强热塑性复合材料的变温单点飞切去除特性
7
作者 鲍永杰 殷国运 +3 位作者 郑植 杨宇星 陈晨 程东 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期616-625,共10页
基于切削温度模拟与单点飞切试验研究碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的力热变化规律及其去除特性,分析不同纤维角度和切削温度下CFRTP去除过程和损伤特点.采用单点飞切试验开展CFRTP表面损伤特性研究,通过改变工艺参数、纤维方向和材... 基于切削温度模拟与单点飞切试验研究碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的力热变化规律及其去除特性,分析不同纤维角度和切削温度下CFRTP去除过程和损伤特点.采用单点飞切试验开展CFRTP表面损伤特性研究,通过改变工艺参数、纤维方向和材料加热温度,分析切削力热的变化趋势以及温度对材料去除的影响.当飞切速度从3 m/s增大到7 m/s时,切向力和法向力分别增大130.60%和147.80%;当飞切深度从0.05 mm增加到0.10mm时,切向力和法向力分别增大72.44%和58.13%;当纤维角度从0°增大到30°、45°、60°、90°时,切向力分别增大12.50%、37.50%、75.00%、137.50%.CFRTP在20.0℃下以剪切破坏为主,在高温下以拉伸破坏为主且易出现分层和纤维拉拔现象.随切削温度升高,热塑性树脂软化,CFRTP层间强度和承载性能降低,切削力下降,有效切断的纤维数量降低,加工表面质量变差. 展开更多
关键词 碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP) 单点飞切试验 切削温度模拟 去除特性 金刚石磨粒
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碳纤维增强聚醚醚酮正交切削加工的切屑形成和表面质量研究
8
作者 郭睿虎 杨涛 +1 位作者 杜宇 孙瑜 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第2期112-118,共7页
为研究纤维取向角和切削深度对碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料的去除机理、切削力和表面质量的影响,设置了不同的切削深度和切削速度,对CF/PEEK进行了正交切削实验。实验结果表明,影响CF/PEEK加工过程的主要因素是纤维取向,0°... 为研究纤维取向角和切削深度对碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料的去除机理、切削力和表面质量的影响,设置了不同的切削深度和切削速度,对CF/PEEK进行了正交切削实验。实验结果表明,影响CF/PEEK加工过程的主要因素是纤维取向,0°与45°会形成连续卷曲的切屑,切屑曲率和切削深度有关;90°和135°在较小切深的情况下会形成连续切屑,较大切深(0.1 mm以上)则会形成崩碎切屑并伴随极其严重的损伤;对加工表面形貌分析可知,与传统热固性复合材料加工不同,CF/PEEK基于其基体的属性,形成了切屑连续性和加工表面质量上的差异。 展开更多
关键词 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料 切屑形成 切削力 切削机理 正交切削
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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
9
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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考虑碳纤维纱线摩擦的编织复合材料制备卷取速度反解算法
10
作者 崔灿 樊臻 张森林 《航空制造技术》 北大核心 2025年第10期98-106,共9页
碳纤维纱线环形编织作为一种用于生产管状预成型件的复合材料制造工艺,广泛应用于航空航天等工业领域。在生产前,须依据预期编织角反解出芯轴卷取速度。然而,仅基于传统运动学的反解方法误差较大。为解决此问题,本文提出考虑纱线摩擦的... 碳纤维纱线环形编织作为一种用于生产管状预成型件的复合材料制造工艺,广泛应用于航空航天等工业领域。在生产前,须依据预期编织角反解出芯轴卷取速度。然而,仅基于传统运动学的反解方法误差较大。为解决此问题,本文提出考虑纱线摩擦的环形编织芯轴卷取速度反解算法,该算法通过对会聚区内纱线间相互作用进行力学分析,依据预期编织角求出理想运动学模型下的等效编织角;再通过对环形编织过程的运动学分析,根据等效编织角得出相应的芯轴卷取速度。通过有限元仿真试验与实物试验验证了算法的有效性,结果表明,相较于传统仅基于运动学分析的反解方法,本文算法有效反映了编织过程中纱线间相互作用的影响。依据本文算法解出的卷取速度进行环形编织仿真与实物试验,所得编织角与预期编织角的平均误差在整个编织过程中可控制在1°以内,相比传统运动学方法显著减小。 展开更多
关键词 碳纤维 编织增强复合材料 环形编织 自动化 智能制造
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MXene-氧化石墨烯改性碳纤维/聚乳酸复合材料制备及其力学性能 被引量：1
11
作者 左红梅 高敏 +2 位作者 阮芳涛 邹梨花 徐珍珍 《纺织学报》 北大核心 2025年第1期9-15,共7页
为提高聚乳酸(PLA)的力学性能,以碳纤维(CF)为增强体,研究了CF、聚乙烯亚胺(PEI)和MXene-氧化石墨烯(MXene-GO)改性CF对PLA力学性能的影响。首先,通过PEI在CF表面引入活性胺基基团,得到PEI-CF;其次,通过MXene-GO改性CF-PEI;最后,通过双... 为提高聚乳酸(PLA)的力学性能,以碳纤维(CF)为增强体,研究了CF、聚乙烯亚胺(PEI)和MXene-氧化石墨烯(MXene-GO)改性CF对PLA力学性能的影响。首先,通过PEI在CF表面引入活性胺基基团,得到PEI-CF;其次,通过MXene-GO改性CF-PEI;最后,通过双螺杆挤出机和注射成型方法制备了不同CF/PLA复合材料,探究了PEI和不同MXene-GO质量分数改性CF对CF/PLA复合材料力学性能的影响。结果表明:PEI和MXene-GO改性后CF/PLA复合材料的弹性模量得到了改善;由于纤维的长度小于临界增强长度,PEI和MXene-GO改性对CF/PLA复合材料的拉伸强度影响较小;此外,随着MXene-GO的添加及其质量分数的增加,CF-PEI/PLA复合材料拉伸断裂面越来越不平整,PEI-MXene-GO改性后的CF/PLA复合材料断裂面出现断裂碎片。 展开更多
关键词 碳纤维 氧化石墨烯 过渡金属碳/氮化物 纤维表面改性 纤维增强复合材料 聚乳酸
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楔块耦合的碳纤维增强复合材料褶皱缺陷全聚焦成像 被引量：1
12
作者 张海燕 黄强 +2 位作者 张辉 朱文发 朱琦 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1035-1043,共9页
褶皱是碳纤维增强复合材料中最主要的缺陷类型之一,当使用超声相控阵对复合材料薄板进行检测时,由于采集系统非线性效应和电子串扰等干扰会引发盲区现象,掩盖了薄板内的褶皱信息。为削弱盲区影响,考虑在相控阵与复合材料薄板(小于10 mm... 褶皱是碳纤维增强复合材料中最主要的缺陷类型之一,当使用超声相控阵对复合材料薄板进行检测时,由于采集系统非线性效应和电子串扰等干扰会引发盲区现象,掩盖了薄板内的褶皱信息。为削弱盲区影响,考虑在相控阵与复合材料薄板(小于10 mm)之间增加楔块,提出楔块耦合的最短路径射线追踪全聚焦方法。基于费马原理与斯涅耳定律,建立楔块耦合的多层介质超声波传播模型;制备含褶皱缺陷的碳纤维增强复合材料试样,搭建超声相控阵数据采集系统,采集全矩阵数据;将楔块耦合的最短路径射线追踪全聚焦方法和传统全聚焦方法的成像效果进行对比。结果表明,基于楔块耦合的最短路径射线追踪全聚焦方法能减小试样表面盲区深度,修正声时偏差,削弱盲区影响,恢复出试样内的褶皱缺陷。相比传统全聚焦方法,纤维褶皱长度、褶皱顶部高度、褶皱角度这3个参数表征的精准程度分别提高了5.9%、4.1%、4.2%。该文为碳纤维增强复合材料薄板褶皱缺陷的检测提供了新思路。 展开更多
关键词 超声相控阵 全聚焦方法 最短路径射线追踪 碳纤维增强复合材料 褶皱
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玻璃与碳纤维混杂增强复合材料3D打印与实验 被引量：2
13
作者 栾丛丛 牛成成 +2 位作者 林志伟 钱俊 傅建中 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期200-204,共5页
本研究基于热塑性材料熔融沉积成型工艺,研制了双喷头连续玻璃纤维与碳纤维混杂增强热塑性复合材料结构增材制造平台,制备了不同混杂比的纤维增强热塑性复合材料结构试件,分析了不同结构试件的弯曲力学性能与失效模式,探索了嵌入碳纤维... 本研究基于热塑性材料熔融沉积成型工艺,研制了双喷头连续玻璃纤维与碳纤维混杂增强热塑性复合材料结构增材制造平台,制备了不同混杂比的纤维增强热塑性复合材料结构试件,分析了不同结构试件的弯曲力学性能与失效模式,探索了嵌入碳纤维智能层的混杂纤维增强热塑性复合材料的力阻行为。结果表明:比较纯热塑性材料结构件,玻璃纤维增强复合材料结构件弯曲强度提高了115.99%,碳纤维增强复合材料结构件弯曲强度提高了198.76%;玻璃纤维与碳纤维混杂增强复合材料结构件具有负弯曲强度混杂效应和正弯曲模量混杂效应。可根据碳纤维电阻相对变化率对混杂增强复合材料结构的应变与断裂破坏状态进行实时自感知。研究结果为连续玻璃纤维与碳纤维混杂增强热塑性复合材料结构件的高质高效制造与智能化提供了新工艺与新思路。 展开更多
关键词 三维打印 碳纤维 玻璃纤维 混杂增强 复合材料 增材制造
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碳纤维增强树脂基复合材料的层间颗粒增韧技术研究进展 被引量：1
14
作者 赵涵怡 柯红军 +2 位作者 汪东 张洋 李琪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期575-582,共8页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强高模的优点,被广泛应用于汽车、体育、船舶、航空航天等领域,达到了材料轻量化的要求。目前使用较多的树脂基体以环氧树脂(EP)等热固性树脂为代表,普遍存在脆性大、韧性差的问题,导致复合材料层... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强高模的优点,被广泛应用于汽车、体育、船舶、航空航天等领域,达到了材料轻量化的要求。目前使用较多的树脂基体以环氧树脂(EP)等热固性树脂为代表,普遍存在脆性大、韧性差的问题,导致复合材料层合板容易在层间发生开裂。层间增韧是一种有效的增韧方式,它可以在不改变基体树脂粘度的情况下对特定区域进行增韧,提高材料的断裂韧性。本文介绍了层间断裂模式并总结了层间断裂韧性(ILFT)测试的数据处理方法,总结了聚合物颗粒与无机纳米颗粒(主要是碳纳米管)的颗粒种类、增韧机制、引入方式,并主要通过层间断裂韧性评价了各种颗粒的增韧效果。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 层间增韧 层间断裂韧性 聚合物颗粒 无机纳米颗粒 碳纳米管
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聚吡咯共轭结构对碳纤维增强树脂基复合材料热循环稳定性能的影响
15
作者 姜梦敏 王一璠 +2 位作者 金欣 王闻宇 肖长发 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期23-30,共8页
为解决碳纤维增强树脂基复合材料(CFRPs)存在的碳纤维与基体间界面黏结性较弱和在热循环过程中因热膨胀系数不匹配而产生界面破坏的问题,通过低温聚合得到含有较多共轭结构的聚吡咯(PPy)对预处理后碳纤维(CF)进行表面改性,分别在0、30... 为解决碳纤维增强树脂基复合材料(CFRPs)存在的碳纤维与基体间界面黏结性较弱和在热循环过程中因热膨胀系数不匹配而产生界面破坏的问题,通过低温聚合得到含有较多共轭结构的聚吡咯(PPy)对预处理后碳纤维(CF)进行表面改性,分别在0、30、60℃下制得碳纤维/聚吡咯复合纤维(PPy/CF),并研究了不同聚合温度下制备的CFRPs的界面结合性能、热膨胀性能和热循环稳定性能。结果表明:PPy/CF-0纤维的表面粗糙度与CF相比增加了2.09倍,这有利于树脂锚定在碳纤维表面,从而提高界面结合性能;并且PPy/CF-0纤维表面的聚吡咯层具有较完善的共轭结构,整体表现为负热膨胀系数,使得复合材料的层间剪切强度和界面剪切强度分别达到了CF的1.56倍和1.70倍;此外还使得CFRPs的热循环稳定性有了较明显的提升,经100次热循环实验后,其剪切强度仍能保持在初始数值的70%以上。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 聚吡咯 界面结合性能 负热膨胀系数 热循环稳定性 聚合温度
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拉曼光谱在碳纤维增强复合材料性能研究中的应用 被引量：1
16
作者 张文姝 王方义 +1 位作者 王亚宁 徐章润 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1301-1309,共9页
碳纤维增强复合材料(CFRP)因其高强度、高模量、轻质化、耐腐蚀等卓越性能,在航空航天领域中的应用日趋广泛。CFRP的生产工艺、服役环境会对CFRP的微观结构造成影响,从而改变其拉伸、剪切等力学性能、界面性能以及热电性能。为了提升CFR... 碳纤维增强复合材料(CFRP)因其高强度、高模量、轻质化、耐腐蚀等卓越性能,在航空航天领域中的应用日趋广泛。CFRP的生产工艺、服役环境会对CFRP的微观结构造成影响,从而改变其拉伸、剪切等力学性能、界面性能以及热电性能。为了提升CFRP的结构稳定性,保证其性能和服役安全性,对CFRP进行原位、无损的微观结构检测,损伤识别与监测工作具有重要意义。拉曼光谱法作为一种高分辨率、非破坏性的检测技术,能够用于碳纤维取向、结晶度以及界面相互作用等微观结构特性的测试表征,继而评估材料的组分、缺陷、变形等情况。该文概述了CFRP在航空航天领域减轻飞行器重量、吸收电磁波等方面的应用优势,总结了拉曼光谱用于CFRP结构表征、力学性能和热电性能研究、高温损伤过程研究的场景和原理,以及使用拉曼光谱分析检测CFRP时的注意事项,以期为CFRP在航空航天领域的性能优化、质量保证、服役行为监控等方面提供理论支持和实践指导。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 拉曼光谱 航空航天领域 结构表征
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钨球对碳纤维增强复合材料包覆碳化硼陶瓷侵彻效应
17
作者 王逸凡 李永鹏 +3 位作者 徐豫新 刘铁磊 焦晓龙 王若素 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2487-2496,共10页
为研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composite,CFRP)包覆碳化硼(B_(4)C)陶瓷在钨球侵彻下的破坏机制与防护性能,开展不同弹靶径厚比D/T(D为钨球直径,T为陶瓷厚度)下钨球对CFRP包覆B_(4)C陶瓷板(下文简称靶板)的侵彻试... 为研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composite,CFRP)包覆碳化硼(B_(4)C)陶瓷在钨球侵彻下的破坏机制与防护性能,开展不同弹靶径厚比D/T(D为钨球直径,T为陶瓷厚度)下钨球对CFRP包覆B_(4)C陶瓷板(下文简称靶板)的侵彻试验和数值仿真研究。通过弹道冲击试验,掌握钨球穿靶后的剩余速度以及靶板破坏形貌,分析钨球以不同速度侵彻靶板后B_(4)C陶瓷和CFRP的破坏特征;构建钨球侵彻靶板的数值仿真模型,通过再现试验结果验证模型准确性,对比分析CFRP对钨球侵彻效果的影响;基于仿真模型计算得到的数值仿真数据建立钨球垂直侵彻靶板的剩余速度计算模型,并通过试验数据验证计算模型的精度。研究结果表明:钨球垂直侵彻下,CFRP迎弹面呈圆形破口,背弹面呈十字形破口,背弹面破坏面积大于迎弹面,且随撞击速度和靶板厚度的增加,背弹面破坏面积的变化幅度大于迎弹面;与单一B_(4)C陶瓷板相比,CFRP包覆B_(4)C陶瓷板的抗侵彻性能提高4.8%;所建立的钨球垂直侵彻靶板的剩余速度计算模型计算结果的相对误差绝对值不大于15%。 展开更多
关键词 钨球 B_(4)C陶瓷 碳纤维增强复合材料 侵彻
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碳纤维增强复合材料层压板的雷击烧蚀损伤及剩余强度分析
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作者 卞嘉鹏 周柏承 +1 位作者 郑舟宇 范寅 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2024年第5期115-122,共8页
轻质高强的碳纤维增强复合材料(CFRP)已广泛应用于飞机结构中,但是相较于金属而言其导电性能较弱,因此必须考虑雷击的影响。由于雷电流分量C波通常对CFRP造成的损伤最为严重,因此本文建立了C波的热电耦合模型和CFRP层压板的有限元模型,... 轻质高强的碳纤维增强复合材料(CFRP)已广泛应用于飞机结构中,但是相较于金属而言其导电性能较弱,因此必须考虑雷击的影响。由于雷电流分量C波通常对CFRP造成的损伤最为严重,因此本文建立了C波的热电耦合模型和CFRP层压板的有限元模型,模拟CFRP层压板在C波作用下的雷击损伤。雷击后,CFRP层压板内部在室温下存在热辐射和热传导,会使得损伤进一步扩展。基于扩展后的损伤,使用Hashin准则进行失效判定,预测了CFRP层压板的剩余压缩强度。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 雷电流分量C波 热电耦合模型 热平衡过程 剩余压缩强度
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织物增强复合材料的电热驱动形状记忆回复行为
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作者 刘仁义 杨琴 +2 位作者 孙宝忠 顾伯洪 张威 《纺织学报》 北大核心 2025年第1期72-79,共8页
为研究不同结构参数织物增强形状记忆复合材料(SMPCs)的力学行为、热驱动和电驱动下形状回复行为及回复力大小,以连续碳纤维(CCF)、形状记忆聚氨酯(SMPU)为原料,利用双螺杆挤出机制备芯壳结构复合长丝,将其作为经纱和纬纱,织造单纬、双... 为研究不同结构参数织物增强形状记忆复合材料(SMPCs)的力学行为、热驱动和电驱动下形状回复行为及回复力大小,以连续碳纤维(CCF)、形状记忆聚氨酯(SMPU)为原料,利用双螺杆挤出机制备芯壳结构复合长丝,将其作为经纱和纬纱,织造单纬、双纬、三纬3种复合织物,利用平板硫化机热压成SMPCs,测试并分析3种SMPCs的动态热力学性能、热驱动和电驱动形状记忆行为及回复力大小。结果表明:3种SMPCs的储能模量分别是SMPU的2.20、3.27、4.53倍,三纬SMPCs的储能模量最大;3种SMPCs的形状回复率可达98%以上,热驱动下,温度越高,回复时间越短;电驱动下,驱动电压在3~6 V范围内时,电压越大,回复时间越短,可实现低压快速响应;回复力随纬纱根数的增加而增大,最高可达1.8 N,是试样重力的75.9倍。 展开更多
关键词 织物增强复合材料 形状记忆聚氨酯 热驱动 电驱动 回复力 碳纤维
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基于氧化石墨烯修饰活化碳纤维的聚醚醚酮基复合材料 被引量：5
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作者 朱姝 何帅龙 +5 位作者 高家蕊 Elwathig A.M.Hassana 葛邓腾 刘强 郭闻昊 余木火 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期130-136,143,共8页
碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料是重要的航空热塑性复合材料,其弱点是碳纤维(CF)与基体界面结合性差,导致层间剪切强度(ILSS)较低。文中将氧化石墨烯/聚醚酮酮(GO/PEKK)混合上浆剂涂覆于活化CF表面,制备了纤维-基体界面修饰的具有... 碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料是重要的航空热塑性复合材料,其弱点是碳纤维(CF)与基体界面结合性差,导致层间剪切强度(ILSS)较低。文中将氧化石墨烯/聚醚酮酮(GO/PEKK)混合上浆剂涂覆于活化CF表面,制备了纤维-基体界面修饰的具有高ILSS的CF/PEEK复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱和热重分析分别对表面修饰剂及其改性CF的微观形貌与结构进行表征,采用静力学测试、动态力学分析和SEM等对复合材料断裂行为进行评价与分析。结果表明,当GO质量分数不超过0.5%时,在PEKK中分散良好;由于界面修饰剂的氢键作用,CF/PEEK复合材料的弯曲强度、模量和ILSS均大幅提高,断裂形式从纤维-基体脱粘转变为基体变形及断裂,表明基体与增强体的相互作用增强。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 聚醚醚酮 氧化石墨烯 聚醚酮酮 界面修饰
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