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湿热环境下碳纤维环氧树脂复合材料拉伸性能研究 被引量：4
1
作者 杜永 马玉娥 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期33-39,共7页
为了研究不同铺层对TG800/E207碳纤维环氧树脂复合材料吸湿特性和拉伸性能的影响,制备了[0]_(16),[90]_(16),[±45]_(4s)和[+45/0/0/-45/-45/0/0/+45]_(s) 4种铺层的复合材料层板,分析了复合材料在80℃,90%RH环境中的吸湿动力学曲... 为了研究不同铺层对TG800/E207碳纤维环氧树脂复合材料吸湿特性和拉伸性能的影响,制备了[0]_(16),[90]_(16),[±45]_(4s)和[+45/0/0/-45/-45/0/0/+45]_(s) 4种铺层的复合材料层板,分析了复合材料在80℃,90%RH环境中的吸湿动力学曲线、吸湿损伤形貌、破坏形貌、载荷位移曲线及其强度退化。结果表明:TG800/E207复合材料层板的吸湿曲线呈现多阶段现象。当吸湿时间达到1608 h时,吸湿趋于平衡;[90]_(16)的吸湿量最低,其最终吸湿量仅为0.806%;[+45/0/0/-45/-45/0/0/+45]_(s)的吸湿量最高,其最终吸湿量为0.876%。与室温干态(RTD)条件下相比,室温湿态(RTW)条件下这4种铺层复合材料层板破坏载荷分别降低了13.80%,27.36%,10.70%和25.60%。[90]_(16)的最终吸湿量最低但其拉伸强度退化最为严重。 展开更多
关键词 碳纤维环氧树脂复合材料 湿热环境 吸湿量 拉伸性能 破坏形貌
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湿热环境对碳纤维环氧树脂复合材料弯曲性能的影响 被引量：17
2
作者 马少华 王勇刚 +1 位作者 回丽 许良 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期81-87,共7页
采用不同温度下的三点弯曲测试方法,研究了湿热环境对机织碳纤维环氧复合材料吸湿前后弯曲性能的影响,分析了复合材料的吸湿量、断口形貌、动态力学性能及其加载曲线。结果表明:机织碳纤维环氧复合材料吸湿率较低,其饱和吸湿率仅为0.88... 采用不同温度下的三点弯曲测试方法,研究了湿热环境对机织碳纤维环氧复合材料吸湿前后弯曲性能的影响,分析了复合材料的吸湿量、断口形貌、动态力学性能及其加载曲线。结果表明:机织碳纤维环氧复合材料吸湿率较低,其饱和吸湿率仅为0.88%左右。湿热对复合材料弯曲强度的影响要大于对弯曲模量的影响。干态试样的断裂形式都为脆性断裂,湿态试样只有在高温下未发生断裂。吸湿后复合材料的玻璃化转变温度(DMA T_g)为125℃,比干态时下降了16℃。在弯曲变形的前期,载荷和位移曲线都成线性变化,干态试样在载荷达到峰值之前会出现小的波动。湿态试样的后期会有明显的弯折或塑变,而且随着温度的升高这种现象越明显。 展开更多
关键词 机织碳纤维环氧复合材料 湿热环境 弯曲性能 吸湿量 断口形貌 动态力学性能
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碳纤维环氧树脂复合材料热响应预报方法 被引量：9
3
作者 李翰 樊茂华 +2 位作者 王纳斯丹 范保鑫 冯振宇 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期49-55,共7页
为研究碳纤维环氧树脂复合材料在火灾环境下的热响应,考虑其在火灾环境下的热解过程,建立非线性热响应方程组,利用有限差分法计算分析单侧热流作用下的材料内部温度-时间历程与炭化规律。结果表明:建立的热响应方程组可以有效预测碳纤... 为研究碳纤维环氧树脂复合材料在火灾环境下的热响应,考虑其在火灾环境下的热解过程,建立非线性热响应方程组,利用有限差分法计算分析单侧热流作用下的材料内部温度-时间历程与炭化规律。结果表明:建立的热响应方程组可以有效预测碳纤维环氧树脂的温度-时间历程,与实验值吻合较好;随着加热时间延长,炭化层范围逐渐扩大,温度趋于稳定,材料温度-深度分布由非线性转变为线性;随着深度增加,碳纤维环氧树脂复合材料温升速率减小,达到热解所需的时间更长,炭化过程变慢,且单位温度的密度变化量峰值随深度增加向低温方向移动;热解反应区中不同深度位置的材料剩余质量分数在同一温度下不同,深度越大剩余质量分数越小,炭化程度越高。 展开更多
关键词 碳纤维/环氧树脂 热响应 炭化 热分解
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紫外-冷凝老化对碳纤维/环氧树脂复合材料性能的影响
4
作者 刘瑜 盛德星 +4 位作者 王辉 王玲 李茜 胡涛 李永 《装备环境工程》 2025年第1期196-202,共7页
目的研究碳纤维/环氧树脂基复合材料在紫外光和冷凝环境条件下的老化特征及性能变化。方法采用紫外-冷凝交替的加速试验对3233/CF3011/52复合材料进行加速老化研究,借助力学试验机、扫描电镜(SEM)、DMA等技术手段,观测研究老化前后复合... 目的研究碳纤维/环氧树脂基复合材料在紫外光和冷凝环境条件下的老化特征及性能变化。方法采用紫外-冷凝交替的加速试验对3233/CF3011/52复合材料进行加速老化研究,借助力学试验机、扫描电镜(SEM)、DMA等技术手段,观测研究老化前后复合材料的力学性能、微观形貌、玻璃化转化温度等变化。结果随着老化时间的延长,3233/CF3011/52复合材料表面发黄,局部纤维裸露更加明显,弯曲强度呈下降趋势,且老化83 d后,弯曲强度下降约50%,基体树脂的纳米压痕深度有所增大。复合材料的储能模量下降了约1 GPa,内耗增大,玻璃化转变温度随老化时间呈先增大、后降低的趋势。结论3233/CF3011/52复合材料的弯曲强度随老化时间的延长而下降,并且断口形貌中纤维拔出痕迹更加明显,表明紫外-冷凝交替作用对复合材料的纤维/树脂界面产生了一定程度破坏。老化前期,紫外辐射能量使树脂基体继续交联,一定程度上提高了复合材料的玻璃化转变温度,而老化过程中水分子对树脂的增塑作用,以及光老化降解使得基体树脂硬度下降,材料的玻璃化转变温度降低。 展开更多
关键词 复合材料 碳纤维 紫外-冷凝 老化特征 断口形貌 力学性能
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碳化汉麻秆纤维−氮化硼三维导热网络构建高导热环氧树脂复合材料
5
作者 李淼 赵俊博 +1 位作者 刘付 陈瑶 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第4期177-184,共8页
【目的】本研究旨在利用碳化汉麻秆纤维构建三维导热网络,解决传统环氧树脂(EP)复合材料中氮化硼(BN)填料添加量高导致的力学性能下降、加工性降低和成本增加的问题,提升环氧树脂的导热性能。【方法】采用碳化汉麻秆纤维(C)作为基础骨架... 【目的】本研究旨在利用碳化汉麻秆纤维构建三维导热网络,解决传统环氧树脂(EP)复合材料中氮化硼(BN)填料添加量高导致的力学性能下降、加工性降低和成本增加的问题,提升环氧树脂的导热性能。【方法】采用碳化汉麻秆纤维(C)作为基础骨架,与氮化硼(BN)复合,利用二者协同增效作用构建高导热复合骨架,以环氧树脂(EP)为基体,制备BN-C/EP复合材料。通过表征材料的微观形貌、化学成分、力学性能及导热散热性能,研究其内部三维导热网络的形成机制和作用原理。【结果】(1)BN-C/EP复合材料中,碳化汉麻秆纤维相互交织并与改性后的BN协同作用,形成了丰富的三维热传导网络;其导热系数较EP提高了496%,每单位填料的导热系数提高了58.63%,有效降低了导热填料的添加量,从而降低了成本。(2)在跨面导热测试中,BN-C/EP复合材料的导热效率较EP提高了11.95%;在面内散热测试中,散热效率较EP提高了23.33%。这些结果表明,该材料在跨面导热和面内散热应用(如散热器)方面具有良好的潜力。(3)BN-C/EP复合材料的抗弯强度提高至68.7 MPa,较EP和BN/EP分别提高了2.08%和9.74%,满足作为热界面材料的使用条件。【结论】本研究利用高长径比的碳化汉麻秆纤维,成功构建了BN-C/EP复合材料的三维导热网络,显著提升了其导热性能。研究揭示了汉麻秆纤维在构建三维导热网络中的关键作用,其天然、环保、低成本的特性为复合材料的开发提供了新的思路。未来可进一步探索天然纤维与导热填料的协同作用机制,优化复合材料的微观结构,开发更高性能、更绿色的复合材料,以满足工业对高效热管理材料的需求。 展开更多
关键词 汉麻纤维 碳化 氮化硼(BN) 环氧树脂(EP) BN-C/EP复合材料 导热 散热 热界面材料
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轨道交通用碳纤维增强环氧树脂复合材料力学与阻燃性能研究
6
作者 邓文超 岳书静 +3 位作者 张力 张灏 赵英男 张竞泽 《科技创新与应用》 2025年第3期63-65,69,共4页
该研究通过热压罐工艺制备3种轨道交通用碳纤维增强环氧树脂复合材料,对其拉伸、层间剪切等力学性能和防火阻燃性能进行测试,为材料的选择与优化提供科学依据。结果表明3种复合材料的0°拉伸强度皆大于1900 MPa,层间剪切强度大于70 ... 该研究通过热压罐工艺制备3种轨道交通用碳纤维增强环氧树脂复合材料,对其拉伸、层间剪切等力学性能和防火阻燃性能进行测试,为材料的选择与优化提供科学依据。结果表明3种复合材料的0°拉伸强度皆大于1900 MPa,层间剪切强度大于70 MPa,关键力学性能优异,且阻燃等级皆达到EN45545-2:2020 R1 HL3,可满足轨道交通领域典型承力件和次承力件的力学性能及防火安全性的要求。 展开更多
关键词 碳纤维 环氧树脂 复合材料 力学性能 阻燃性能
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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
7
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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碳纤维及其树脂基复合材料成型工艺与应用研究进展 被引量：1
8
作者 张娜 《纺织导报》 2025年第1期61-67,共7页
碳纤维及其复合材料凭借优良的力学性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等多个领域。文章介绍了碳纤维的生产过程,概述了碳纤维复合材料的主要成型工艺及碳纤维在航空航天、汽车工业、风力发电、体育休闲等领域的市场规模及... 碳纤维及其复合材料凭借优良的力学性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等多个领域。文章介绍了碳纤维的生产过程,概述了碳纤维复合材料的主要成型工艺及碳纤维在航空航天、汽车工业、风力发电、体育休闲等领域的市场规模及应用,最后提出碳纤维在生产和应用中面临的主要问题及未来发展趋势。 展开更多
关键词 碳纤维 复合材料 加工技术 市场应用
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碳纤维/环氧树脂基复合材料增韧改性的研究进展 被引量：1
9
作者 郭荣辉 陈思魁 +1 位作者 孙自强 邢琪 《纺织科学与工程学报》 CAS 2024年第3期121-126,共6页
碳纤维/环氧树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)因其高强度、高刚性和低密度等优异性能,在航空航天、汽车、船舶和风能等领域得到了广泛应用。然而,环氧树脂基体的固有脆性限制了CFRP的广泛应用。因此,如何提高其韧... 碳纤维/环氧树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)因其高强度、高刚性和低密度等优异性能,在航空航天、汽车、船舶和风能等领域得到了广泛应用。然而,环氧树脂基体的固有脆性限制了CFRP的广泛应用。因此,如何提高其韧性成为研究的热点。综述了近年来碳纤维/环氧树脂基复合材料增韧改性的研究进展,重点介绍了树脂改性、界面改性及结构设计等方法,对未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 碳纤维 环氧树脂 树脂改性 界面改性 结构设计
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碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进展
10
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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碳纤维复合材料与极地环境因素交互关系研究
11
作者 孙伟 赵玮 +4 位作者 于舒涵 牟昱 胡始弘 俞佳妮 张大勇 《装备环境工程》 2025年第1期133-143,共11页
目的揭示低温环境对碳纤维复合材料静态力学性能的影响,探讨极地环境因素的交互关系及其性能敏感性。方法采用正交试验设计,并通过极值与方差分析法探究各因素对材料性能影响的显著性与主次顺序。基于响应面法,建立力学性能指标与各环... 目的揭示低温环境对碳纤维复合材料静态力学性能的影响,探讨极地环境因素的交互关系及其性能敏感性。方法采用正交试验设计,并通过极值与方差分析法探究各因素对材料性能影响的显著性与主次顺序。基于响应面法,建立力学性能指标与各环境因素间的二次回归模型,分析各因素之间的交互作用。结果碳纤维复合材料的硬度、抗拉强度和弹性模量对环境因素的敏感性存在差异。材料硬度和抗拉强度主要受辐照影响,其次为温度和覆冰厚度;弹性模量则受温度影响显著。响应面分析结果表明,温度、覆冰厚度与辐照之间存在明显的交互效应,尤其是对抗拉强度和弹性模量的影响更为显著,而对硬度的交互影响较弱。结论碳纤维复合材料在极地环境下表现出良好的稳定性与环境适应性,该研究将为碳纤维复合材料的极地应用提供一定的数据支持与理论基础。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 正交试验 极地环境 可靠性试验 响应面分析 交互关系 静态力学性能
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生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展 被引量：2
12
作者 郑波 颜春 +7 位作者 祝颖丹 刘东 徐海兵 陈刚 陈明达 刘小青 代金月 吕东喜 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期8-12,17,共6页
环氧树脂是目前应用最为广泛的热固性树脂之一,其固化后会形成不溶、不熔的高度交联的三维网络结构,从而导致树脂及其碳纤维复合材料的降解困难而且难以再加工,造成了严重的资源浪费与环境污染。采用可再生生物质原料制备生物基可降解... 环氧树脂是目前应用最为广泛的热固性树脂之一,其固化后会形成不溶、不熔的高度交联的三维网络结构,从而导致树脂及其碳纤维复合材料的降解困难而且难以再加工,造成了严重的资源浪费与环境污染。采用可再生生物质原料制备生物基可降解环氧树脂及其碳纤维复合材料,在缓解能源危机、减轻环境污染和实现资源再利用上具有重要意义。综述了生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展,主要包括含有热或化学不稳定键的可降解环氧树脂的合成、性能、降解机理及其碳纤维的无损回收,并总结了其优缺点。 展开更多
关键词 生物基环氧树脂 碳纤维复合材料 可降解 可回收
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湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的结构阻尼
13
作者 孙双双 王洋 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 2025年第2期89-97,共9页
在考虑湿热应力及湿热环境对复合材料力学性能影响的基础上,按照能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维层间混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型,并利用MATLAB软件编写了玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的求解程序,研究了... 在考虑湿热应力及湿热环境对复合材料力学性能影响的基础上,按照能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维层间混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型,并利用MATLAB软件编写了玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的求解程序,研究了湿热环境下温度、湿度、湿热耦合、铺层顺序、铺层厚度及纤维铺设角度对玻/碳纤维混杂复合材料层合梁阻尼性能的影响规律。结果表明:较常温干态环境,湿热条件增大了玻/碳纤维混杂复合材料的损耗因子;当玻璃纤维复合材料单层在外层铺设时,玻/碳纤维混杂复合材料的阻尼性能较好。此外发现,当铺设角度为[±θ]、玻璃纤维复合材料单层板位于外层时,玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的损耗因子受铺设角度的影响非常显著,当铺设角度为90°时阻尼性能较好。 展开更多
关键词 湿热环境 玻/碳纤维混杂复合材料层合梁 宏观应变能法 结构阻尼
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典型碳纤维/环氧树脂复合材料热解动力学研究 被引量：3
14
作者 朴颖慧 王志 文放 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期139-143,148,共6页
以飞机结构中典型的碳纤维/环氧树脂复合材料为研究对象,通过热重分析实验研究了载气(氮气、空气)气氛和不同升温速率对其热解特性的影响,分析了热解过程,选用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa两种方法计算了相关热解动力学参数,并进行了对... 以飞机结构中典型的碳纤维/环氧树脂复合材料为研究对象,通过热重分析实验研究了载气(氮气、空气)气氛和不同升温速率对其热解特性的影响,分析了热解过程,选用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa两种方法计算了相关热解动力学参数,并进行了对比分析。结果表明:碳纤维/环氧树脂复合材料在氮气气氛下热解只有一个阶段,即环氧树脂在无氧条件下的热解;空气气氛下热解有3个阶段,第一、二阶段为环氧树脂的热解,第三阶段为碳纤维的热解。两种气氛下,随着升温速率的增大,样品的初始分解温度、终止分解温度以及最大失重速率逐渐提高,热解温度范围也逐渐变宽。Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa两种方法计算得到了样品在空气气氛下的各阶段表观活化能,经对比分析,所得结果较为一致。研究结果可为复合材料适航审定提供基础数据和理论参考。 展开更多
关键词 碳纤维环氧树脂 热稳定性 热解动力学
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二维三轴编织碳纤维复合材料的冲击响应及冲击后压缩行为 被引量：1
15
作者 孙洋 黄建 +4 位作者 赵振强 周海丽 李超 张立泉 张超 《材料工程》 北大核心 2025年第1期211-218,共8页
采用树脂传递塑膜工艺制备碳纤维二维三轴编织复合材料,分别通过空气炮系统和落锤冲击实验系统开展了二维三轴编织复合材料在不同冲击能量下的高、低速冲击实验,并通过超声C扫描获取了不同冲击能量下的分层损伤情况,分析了二维三轴编织... 采用树脂传递塑膜工艺制备碳纤维二维三轴编织复合材料,分别通过空气炮系统和落锤冲击实验系统开展了二维三轴编织复合材料在不同冲击能量下的高、低速冲击实验,并通过超声C扫描获取了不同冲击能量下的分层损伤情况,分析了二维三轴编织复合材料的高、低速冲击响应及损伤失效特性。然后,对低速冲击试样开展压缩实验,结合数字图像同步测试技术,阐明了不同冲击能量下二维三轴编织复合材料的冲击后压缩性能。结果表明,在低速冲击载荷下,随着冲击能量的增加,二维三轴编织复合材料的损伤面积等比例增大,但能量吸收增大了近2倍,在6.7 J/mm的冲击能量下,材料内部产生严重的损伤,导致其剩余强度大幅下降。二维三轴编织复合材料的弹道极限速度约为138.5 m/s,当弹体入射速度大于弹道极限速度时,其损伤面积随弹体入射速度的增大而降低。 展开更多
关键词 二维三轴编织 碳纤维复合材料 高速冲击 低速冲击 冲击后压缩
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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
16
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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碳纳米纤维增强含钐环氧树脂中子屏蔽材料制备及性能研究
17
作者 翟玉涛 王洪庆 黄群英 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期734-744,共11页
为满足微小型先进核能系统对屏蔽材料提出的轻量化、耐高温并兼具良好的力学性能需求,本文以稀土氧化钐(Sm_(2)O_(3))作为中子吸收剂,以耐高温环氧树脂N,N-二缩水甘油基-4-缩水甘油氧基苯胺(AFG-90H)为基体材料,通过添加碳纳米纤维(CNF... 为满足微小型先进核能系统对屏蔽材料提出的轻量化、耐高温并兼具良好的力学性能需求,本文以稀土氧化钐(Sm_(2)O_(3))作为中子吸收剂,以耐高温环氧树脂N,N-二缩水甘油基-4-缩水甘油氧基苯胺(AFG-90H)为基体材料,通过添加碳纳米纤维(CNFs),制备了一种CNFs增强的耐高温含钐高分子基CNFs/Sm_(2)O_(3)/AFG-90H复合中子屏蔽材料,并研究了不同CNFs添加量对复合材料的力学性能、高温热性能及中子屏蔽性能的影响。结果表明:适量的CNFs添加对基体分子链的缠结作用以及Sm_(2)O_(3)颗粒的尺寸和界面效应可阻碍高分子链在拉伸过程中的滑移运动,提高复合材料的热学性能与力学性能,且当Sm_(2)O_(3)添加量为15%(质量分数)、CNFs添加量为0.1%时,复合材料热失重5%的温度为320.7℃,抗拉强度与断裂伸长率较未添加CNFs时分别提升82.3%和63.0%;CNFs/Sm_(2)O_(3)/AFG-90H复合材料的中子屏蔽性能主要来自于Sm_(2)O_(3)的贡献,未添加CNFs时,Sm_(2)O_(3)/AFG-90H复合材料具有最高的线性衰减系数为5.610 cm^(-1),较AFG-90H基体的线性衰减系数提高了3.15倍;CNFs添加量不同时,复合材料的线性衰减系数均远高于未添加任何填料的AFG-90H基体性能,且当CNFs添加量低于0.3%时,复合材料的线性衰减系数较Sm_(2)O_(3)/AFG-90H的性能略有降低且相差不大。本文结果可为核辐射防护领域中子屏蔽材料的设计研发与力学性能优化提供一定的参考与指导。 展开更多
关键词 氧化钐 环氧树脂 碳纳米纤维 力学性能 热学性能 中子屏蔽
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基于遗传算法的车载箱体碳纤维复合材料检修门有限元模型参数修正及验证
18
作者 张颖川 马明阳 +3 位作者 江曙 阳光武 李鹏航 徐未凤 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第1期109-114,共6页
针对某种碳纤维复合材料有限元精确仿真问题,提出一种基于遗传算法的碳纤维复合材料不确定性参数修正方法。对某碳纤维复合材料车载箱体检修门开展自由边界条件下模态试验,获得前三阶模态频率及振型。依据测得的模态试验结果,首先对该... 针对某种碳纤维复合材料有限元精确仿真问题,提出一种基于遗传算法的碳纤维复合材料不确定性参数修正方法。对某碳纤维复合材料车载箱体检修门开展自由边界条件下模态试验,获得前三阶模态频率及振型。依据测得的模态试验结果,首先对该型碳纤维复合材料的性能参数进行修正,并将有限元模型结合修正后的材料参数进行仿真计算。最后对该车载箱体检修门进行约束条件下模态试验,获得前三阶模态频率及振型,将仿真与试验结果对比。结果表明,进行修正之后仿真与试验结果误差变小,说明此方法对于存在不确定性参数的碳纤维复合材料能减小给定参数与实际参数之间的误差,建立更精确的有限元模型。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 遗传算法 参数修正 检修门 模态试验
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碳纤维的形状效应和界面效应对复合材料等效热弹性性能的影响
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作者 孙洋 范振杰 刘马宝 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第4期495-504,共10页
碳纤维增强聚合物基复合材料是一种应用广泛的工程材料,其性能优异与否直接影响着工程应用的安全和可靠性.碳纤维的形状效应和界面效应被认为是影响碳纤维复合材料力学性能的重要因素.因此,开展碳纤维形状效应和界面效应的深入研究,对... 碳纤维增强聚合物基复合材料是一种应用广泛的工程材料,其性能优异与否直接影响着工程应用的安全和可靠性.碳纤维的形状效应和界面效应被认为是影响碳纤维复合材料力学性能的重要因素.因此,开展碳纤维形状效应和界面效应的深入研究,对于碳纤维增强聚合物基复合材料的优化设计和工程应用具有重要意义.为了揭示碳纤维形状效应和界面效应对碳纤维复合材料热弹性性能的影响,该文采用细观力学有限元方法建立了一个代表性体积单元(RVE)模型,通过模拟材料内部微观结构,研究了不同碳纤维形状和含量、界面相含量和界面相性能对碳纤维复合材料等效热弹性性能的影响.结果表明,碳纤维形状效应对复合材料宏观纵向弹性模量和纵向热膨胀系数几乎没有影响,而对横向弹性模量、横向剪切模量、纵向剪切模量和横向热膨胀系数影响较大,尤其是随着碳纤维含量的增加影响更为明显.随着界面相含量的增加,当界面效应表现为硬界面效应时,复合材料的纵向与横向弹性模量均会随之增加,而当界面效应表现为软界面效应时,复合材料的纵向与横向弹性模量均会随之减小.当界面相热膨胀系数小于基体热膨胀系数时,复合材料的纵向与横向热膨胀系数均会随界面相含量的增加而减少,而当界面相热膨胀系数大于基体热膨胀系数时,复合材料的纵向与横向热膨胀系数均会随界面相含量的增加而增加. 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 细观力学 形状效应 界面效应 热弹性性能
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两种国产T800级碳纤维/双马复合材料性能对比研究
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作者 王超 阙伟婧 +2 位作者 周金岑 石佩洛 凌辉 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第1期114-119,共6页
针对湿法纺丝的TG800和干喷湿纺的SYT55两种国产T800级碳纤维,采用扫描电子显微镜表征碳纤维微观形貌,并将两种碳纤维与双马树脂802复合,制备热熔预浸料及碳纤维/双马复合材料,测试分析其拉伸、压缩、剪切等力学性能以及微观破坏形貌。... 针对湿法纺丝的TG800和干喷湿纺的SYT55两种国产T800级碳纤维,采用扫描电子显微镜表征碳纤维微观形貌,并将两种碳纤维与双马树脂802复合,制备热熔预浸料及碳纤维/双马复合材料,测试分析其拉伸、压缩、剪切等力学性能以及微观破坏形貌。研究结果表明,SYT55纤维表面光滑,其碳纤维/双马树脂复合材料拉伸强度更高,且高温力学性能良好;TG800纤维复合材料界面强度更高。 展开更多
关键词 T800级碳纤维 纺丝工艺 双马树脂 树脂基复合材料
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