PBO纤维纸基复合材料的热老化及高温力学性能研究 被引量：2

1

作者 宋梓至 廖思煌 +3 位作者 龙金 王宜 熊志远 胡健 《中国造纸》 CAS 北大核心 2024年第4期112-119,共8页

本研究采用湿法成形技术制备了聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纸,将其浸渍聚酰亚胺(PI)树脂后,得到PBO纤维纸基复合材料(PBO/PI),随后对PBO/PI进行300℃的老化,并在300℃下测试了其拉伸性能。将PBO/PI与模拟蜂窝格壁的间位芳纶浸渍纸(PMIA/PI... 本研究采用湿法成形技术制备了聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纸,将其浸渍聚酰亚胺(PI)树脂后,得到PBO纤维纸基复合材料(PBO/PI),随后对PBO/PI进行300℃的老化,并在300℃下测试了其拉伸性能。将PBO/PI与模拟蜂窝格壁的间位芳纶浸渍纸(PMIA/PI)进行对比,分析了老化和高温对PBO/PI和PMIA/PI力学性能的影响。结果表明,在300℃的高温老化下,由于材料微裂纹的产生及扩展,二者拉伸强度均呈下降趋势,但老化前后PBO/PI的强度均比PMIA/PI更强。动态力学性能显示,老化前后PBO/PI的储能模量大于PMIA/PI的储能模量,说明PBO/PI的刚性比PMIA/PI大,在高温下仍不易发生变形。在300℃的高温拉伸测试下,PBO/PI的拉伸强度和保持率均比PMIA/PI要高。PBO/PI在常温及300℃高温下的力学性能均优于PMIA/PI,PBO纤维制备的复合材料可用于需要高的抗变形和热稳定性的承重结构和蜂窝部件中。 展开更多

关键词 pbo纤维纸基复合材料 老化 高温测试 力学性能

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从先进复合材料视角审视高性能纤维纸基材料面临的机遇与挑战

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作者 陆赵情 花莉 +4 位作者 贾峰峰 黄涛 陈维婧 陈珊珊 成锐 《中国造纸学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期75-81,共7页

高性能纤维纸基材料作为一种先进复合材料,具有轻质柔韧、高比强度、耐高(低)温、耐酸碱侵蚀、易加工等优势,同时具备吸音隔热、屏蔽吸波、导热导电、减重避震等功能,是轨道交通、航空航天、国防军工等领域有一定战略意义的功能材料,也... 高性能纤维纸基材料作为一种先进复合材料,具有轻质柔韧、高比强度、耐高(低)温、耐酸碱侵蚀、易加工等优势,同时具备吸音隔热、屏蔽吸波、导热导电、减重避震等功能,是轨道交通、航空航天、国防军工等领域有一定战略意义的功能材料,也是工业发达国家战略必争的关键基础材料。本文对高性能纤维纸基材料湿法成形中,纤维预处理、配浆和助剂选择、流送与成形、干燥与热压增强等方面进行梳理,结合纸基材料结构特点,分析其应用优势。最后,总结轻量化纸基蜂窝、芳纶纸基绝缘材料、耐高温聚酰亚胺纤维纸基材料、燃料电池扩散层(GDL)用碳纤维纸等典型产品的研究进展,并对我国高性能纤维纸基材料发展做出展望。 展开更多

关键词 先进纤维 纸基材料 湿法成形 复合材料

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改性聚酰亚胺的制备及其对PBO纸基复合材料的增强作用 被引量：7

3

作者 刘辕 杨进 +1 位作者 胡健 孙励志 《中国造纸》 CAS 北大核心 2010年第1期47-51,共5页

合成了一种含有苯并噁唑侧基的聚酰亚胺树脂,其具有较高的热分解温度和较低的玻璃化转变温度。通过一定的固化和热压工艺,制成改性聚酰亚胺增强PBO纸基复合材料。这种材料具有优异的力学性能,空气氛围下5%热分解温度达到574℃,氮气氛围... 合成了一种含有苯并噁唑侧基的聚酰亚胺树脂,其具有较高的热分解温度和较低的玻璃化转变温度。通过一定的固化和热压工艺,制成改性聚酰亚胺增强PBO纸基复合材料。这种材料具有优异的力学性能,空气氛围下5%热分解温度达到574℃,氮气氛围下5%热分解温度高达612℃。可以作为航空航天等特殊领域的耐高温材料。 展开更多

关键词 聚酰亚胺树脂 pbo纤维 耐高温 纸基复合材料

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不同长径比PET纤维对纸基复合材料强度性能的影响 被引量：6

4

作者 张素风 雷丹 +4 位作者 徐永射 杨苗秀 迟聪聪 钱立伟 刘叶 《中国造纸》 CAS 北大核心 2017年第10期7-12,共6页

采用不同长径比的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维与棉浆纤维混合成形,通过水相复配,利用氢键作用和机械交织力制备纸基复合材料。借助PET纤维的刚性和优异的力学性能增强纸基复合材料的强度性能。结果表明,在不同长径比PET纤维中,PET-c... 采用不同长径比的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维与棉浆纤维混合成形,通过水相复配,利用氢键作用和机械交织力制备纸基复合材料。借助PET纤维的刚性和优异的力学性能增强纸基复合材料的强度性能。结果表明,在不同长径比PET纤维中,PET-c的屈服强度最高,为300.99MPa,其长径比为392.16,近似为棉浆纤维长径比的10倍;PET纤维对纸基复合材料的强度性能有明显提升作用,其中当PET-c的用量为10%时,纸基复合材料的撕裂度、抗张强度、耐折度分别提高42.11%、31.05%、21.85%。纸张拉伸或耐折断裂面扫描电子显微镜(SEM)图显示,PET纤维没有发生断裂或折断,而是被抽出或弯折,表明在受到外力破坏时,PET纤维能够增强纸基复合材料的强度,对纸基复合材料起到有效的保护作用。 展开更多

关键词 PET纤维 纸基复合材料 长径比 力学性能

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碳纳米管纸基复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究

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作者 何一笑 刘思成 +3 位作者 麦倩如 王宜 龙金 胡健 《中国造纸》 CAS 北大核心 2024年第8期74-80,共7页

本研究以间位芳纶纤维、浆粕为基体,单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNT)为填料,采用造纸湿法成形技术,制备了间位芳纶/单壁碳纳米管纸基复合材料(SP)和间位芳纶/多壁碳纳米管纸基复合材料(MP)。探讨了碳纳米管含量和种类对碳纳米... 本研究以间位芳纶纤维、浆粕为基体,单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNT)为填料,采用造纸湿法成形技术,制备了间位芳纶/单壁碳纳米管纸基复合材料(SP)和间位芳纶/多壁碳纳米管纸基复合材料(MP)。探讨了碳纳米管含量和种类对碳纳米管纸基复合材料导电性能、介电性能、电磁屏蔽效能的影响,并分析了碳纳米管纸基复合材料与电磁波的相互作用。结果表明,SP的表面电导率和体积电导率的逾渗阈值均为0.16%,MP的表面和体积电导率的逾渗阈值分别为0.37%和0.93%。碳纳米管含量相同时,SP比MP具有更高的电导率、介电常数实部、介电损耗和电磁波吸收率,其中SP在8~12 GHz的频率下(厚度0.15 mm)具有27 dB的电磁屏蔽效能。 展开更多

关键词 碳纳米管 芳纶纤维 纸基复合材料 电磁屏蔽

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碳纤维/芳纶纤维纸基复合材料电导率逾渗阈值的研究 被引量：6

6

作者 蒋海洋 曾靖山 +2 位作者 王宜 梁云 胡健 《中国造纸》 CAS 北大核心 2020年第6期8-14,共7页

本研究利用碳纤维和芳纶纤维通过湿法造纸成形技术制备导电纸基复合材料(CPCMs),探讨了碳纤维含量、长度与CPCMs导电逾渗阈值的相关性;并通过数值仿真软件Geodict模拟了CPCMs的结构,用于计算其电性能及导电逾渗阈值。结果表明,3 mm碳纤... 本研究利用碳纤维和芳纶纤维通过湿法造纸成形技术制备导电纸基复合材料(CPCMs),探讨了碳纤维含量、长度与CPCMs导电逾渗阈值的相关性;并通过数值仿真软件Geodict模拟了CPCMs的结构,用于计算其电性能及导电逾渗阈值。结果表明,3 mm碳纤维制备的CPCMs表面电导率逾渗阈值为2.25%,体积电导率逾渗阈值为2.86%;不同长度碳纤维制备的CPCMs具有不同的电导率逾渗阈值,碳纤维长度2~9 mm范围内,随着碳纤维长度的增加,CPCMs的电导率逾渗阈值逐渐下降。模拟计算结果表明,当模拟区域大小为1 mm2时,2 mm长碳纤维的CPCMs模型逾渗阈值模拟结果与实验结果有较好的对应性。 展开更多

关键词 碳纤维 导电纸基复合材料 数值模拟 逾渗阈值

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低电阻率聚吡咯-碳纤维纸基复合材料的制备 被引量：8

7

作者 汤龙其 张国亮 +3 位作者 王士华 郭帅 戈林燕 龙柱 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2292-2296,共5页

采用浆粕和碳纤维(CF)制备出碳纸前驱体,再把碳纸前驱体浸渍在含有吡咯(PY)和掺杂剂的混合溶液中至饱和后,喷上氧化剂,制备了聚吡咯(PPY)-CF纸基复合材料。探讨了不同的碳纸前驱体、不同种类的氧化剂与掺杂剂和PY浓度对PPY-CF纸基复合... 采用浆粕和碳纤维(CF)制备出碳纸前驱体,再把碳纸前驱体浸渍在含有吡咯(PY)和掺杂剂的混合溶液中至饱和后,喷上氧化剂,制备了聚吡咯(PPY)-CF纸基复合材料。探讨了不同的碳纸前驱体、不同种类的氧化剂与掺杂剂和PY浓度对PPY-CF纸基复合材料体积电阻率的影响。结果表明,对比植物浆粕和CF制备的前驱体,选用芳纶浆粕与CF制备的前驱体,在以过硫酸铵(APS)为氧化剂、蒽醌-2-磺酸钠(AQS)为掺杂剂、PY浓度为0.75 mol/L条件下,制备的PPY-CF纸基复合材料体积电阻率最低,为0.152Ω·cm。 展开更多

关键词 碳纤维 聚吡咯 前驱体 电阻率 纸基复合材料

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碳纤维纸基复合材料研究进展 被引量：18

8

作者 吴锦涵 郭大亮 +4 位作者 刘涛 杨家万 田晨辉 裘佳欣 刘蓓 《中国造纸》 CAS 北大核心 2020年第7期69-75,共7页

碳纤维纸基复合材料是使用短切碳纤维与植物纤维或含有羟基等功能基团的纤维,通过湿法造纸工艺制备的具有特殊性能的功能复合材料,在导电、电磁屏蔽,导热,摩擦及电极等领域均已得到应用。随着应用推广的不断深入,引入碳纳米管/石墨烯的... 碳纤维纸基复合材料是使用短切碳纤维与植物纤维或含有羟基等功能基团的纤维,通过湿法造纸工艺制备的具有特殊性能的功能复合材料,在导电、电磁屏蔽,导热,摩擦及电极等领域均已得到应用。随着应用推广的不断深入,引入碳纳米管/石墨烯的碳纤维纸基复合材料的研究和开发也逐渐成为研究热点。本文对近年国内外碳纤维纸基复合材料的研究进展进行了归纳总结,以期为碳纤维纸基复合材料的研究开发提供参考。 展开更多

关键词 碳纤维 纸基复合材料 碳纳米管 石墨烯

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高强高模聚乙烯纤维纸基复合材料的制备及性能 被引量：2

9

作者 马锐 吕文志 +3 位作者 金圣楠 孙昌 郭帅 龙柱 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期415-423,共9页

以高强高模聚乙烯(UHMWPE)短纤维和针叶木浆为原料,通过湿法成型技术结合树脂浸渍热压方法制备了UHMWPE纤维纸基复合材料,研究了原纸制备工艺和浸渍热压工艺对UHMWPE纤维纸基复合材料性能的影响。结果表明,当UHMWPE纤维与针叶木浆质量比... 以高强高模聚乙烯(UHMWPE)短纤维和针叶木浆为原料,通过湿法成型技术结合树脂浸渍热压方法制备了UHMWPE纤维纸基复合材料,研究了原纸制备工艺和浸渍热压工艺对UHMWPE纤维纸基复合材料性能的影响。结果表明,当UHMWPE纤维与针叶木浆质量比为7∶3、针叶木浆打浆度为58°SR、酚醛树脂水溶液质量分数为10%、上胶量为44%、热压工艺为15 min、10 MPa、130℃时,制得的UHMWPE纤维纸基复合材料性能较好。当原纸经过浸渍热压后,所制备的UHMWPE纤维纸基复合材料抗张指数为59.11 N·m/g,与原纸相比抗张指数提高了6.9倍,表面变得更光滑,同时具有较低的介电常数(约1.97)、介质损耗因数(0.45×10^(–2))和较好的热稳定性。 展开更多

关键词 UHMWPE纤维 针叶木浆 纸基复合材料 酚醛树脂 力学性能 介电性能 造纸化学品

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混合纤维纸基复合摩擦材料的研究 被引量：15

10

作者 胡健 张曾 《中国造纸》 CAS 北大核心 2004年第2期24-26,共3页

对纸基纤维复合材料的成型及有关影响因素进行了初步研究。采用剑麻纤维与芳纶纤维为原料,针对原纸的抄造、纸页与树脂的复合条件、材料的热压及强度性质等进行了实验,探讨了原纸定量、原纸纤维配比、剑麻浆打浆程度以及浸渍液树脂浓度... 对纸基纤维复合材料的成型及有关影响因素进行了初步研究。采用剑麻纤维与芳纶纤维为原料,针对原纸的抄造、纸页与树脂的复合条件、材料的热压及强度性质等进行了实验,探讨了原纸定量、原纸纤维配比、剑麻浆打浆程度以及浸渍液树脂浓度等因素对材料强度的影响。 展开更多

关键词 纸基纤维复合材料 剑麻纤维 芳纶纤维 树脂 摩擦材料 制备 强度

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FeSiAl尺寸对纸基复合材料静态及动态磁性能的影响

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作者 阳东 胡锦文 +6 位作者 刘思成 赵小娇 巨文博 王宜 刘仲武 龙金 胡健 《中国造纸》 CAS 北大核心 2022年第5期25-31,共7页

利用片状FeSiAl和芳纶纤维通过湿法造纸成形技术制备了纸基复合材料(PBCs),探讨了FeSiAl尺寸对PBCs静态及动态磁性能的影响。结果表明,FeSiAl由于造纸工艺成形特点及长宽厚比而呈现独特的层状定向排列结构,导致PBCs具有显著的磁各向异性... 利用片状FeSiAl和芳纶纤维通过湿法造纸成形技术制备了纸基复合材料(PBCs),探讨了FeSiAl尺寸对PBCs静态及动态磁性能的影响。结果表明,FeSiAl由于造纸工艺成形特点及长宽厚比而呈现独特的层状定向排列结构,导致PBCs具有显著的磁各向异性,其面内外磁滞回线存在明显差异。模拟冲击法结果显示,随着FeSiAl尺寸的增大,PBCs的矫顽力降低,复磁导率得到显著提升。当FeSiAl的平均粒径由14μm增加至116μm时,PBCs的矫顽力由3.47 Oe下降至2.31 Oe,复磁导率由13.55-9.01 j变化至18.04-22.01 j(110 MHz)。 展开更多

关键词 FeSiAl 尺寸 芳纶纤维 纸基复合材料 磁性能

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碳纳米管用于聚合物基复合材料健康监测的研究进展 被引量：12

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作者 卢少微 冯春林 +3 位作者 聂鹏 王晓强 熊需海 马克明 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期12-20,共9页

碳纳米管因其优异的机电特性,在聚合物基复合材料的健康监测方面具有广泛的应用前景。综述聚合物基复合材料中碳纳米管传感的最新进展:碳纳米管与树脂共混、碳纳米管涂层纤维、碳纳米线和碳纳米纸。利用碳纳米管传感网络来监测结构应变... 碳纳米管因其优异的机电特性,在聚合物基复合材料的健康监测方面具有广泛的应用前景。综述聚合物基复合材料中碳纳米管传感的最新进展:碳纳米管与树脂共混、碳纳米管涂层纤维、碳纳米线和碳纳米纸。利用碳纳米管传感网络来监测结构应变损伤是不同碳纳米管传感的核心原理。碳纳米纸可以解决碳纳米管与树脂共混时的难分散、碳纳米管涂层纤维的协同变形和碳纳米线的全结构监测等问题,为碳纳米管传感工程化应用提供了条件。实现碳纳米管传感在聚合物基复合材料健康监测领域的工程化应用是未来的发展方向。 展开更多

关键词 碳纳米管 碳纳米管涂层纤维 碳纳米线 碳纳米纸 聚合物基复合材料 健康监测

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石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸的制备与性能研究 被引量：3

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作者 王澎宇 陈港 +1 位作者 魏渊 王梓 《中国造纸》 CAS 北大核心 2024年第5期73-83,共11页

本研究以耐高温的芳纶短切纤维和芳纶沉析纤维为纸基纤维材料,导电性优良的碳纤维为导电骨架,石墨烯为电磁屏蔽增强材料,结合抄纸和涂布工艺制备得到石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸。结果表明,制备的石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸具有“... 本研究以耐高温的芳纶短切纤维和芳纶沉析纤维为纸基纤维材料,导电性优良的碳纤维为导电骨架,石墨烯为电磁屏蔽增强材料,结合抄纸和涂布工艺制备得到石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸。结果表明,制备的石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸具有“三明治结构”,其厚度为333.9µm时,在X波段的电磁屏蔽效能SE_(T)高达70.3 dB,电导率高达1685 S/m,兼有较好的耐高温性和耐腐蚀性。 展开更多

关键词 电磁屏蔽 碳纤维 石墨烯 芳纶纤维 纸基复合材料

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PPTA@ZnO NWs的功能化修饰及导热绝缘纸基材料的制备与研究 被引量：3

14

作者 谢璠 陈珊珊 +2 位作者 梁栩 秦盼亮 陆赵情 《中国造纸》 CAS 北大核心 2019年第7期1-7,共7页

为了提高芳纶纤维纸基材料的导热性,通过水热合成法在对位芳纶纤维(PPTA)表面生长氧化锌纳米线(ZnO NWs),进一步用硅烷偶联剂KH550对PPTA@ZnO NWs进行功能化修饰,采用湿法造纸技术制备PPTA@ZnO NWs-KH550纸基复合材料并研究其导热性能... 为了提高芳纶纤维纸基材料的导热性,通过水热合成法在对位芳纶纤维(PPTA)表面生长氧化锌纳米线(ZnO NWs),进一步用硅烷偶联剂KH550对PPTA@ZnO NWs进行功能化修饰,采用湿法造纸技术制备PPTA@ZnO NWs-KH550纸基复合材料并研究其导热性能、绝缘性能及力学性能。结果表明,ZnO NWs成功地均匀包覆在PPTA表面。与PPTA纸基复合材料相比,PPTA@ZnO NWs纸基复合材料的导热系数可达0.455W/(m·K),提高115.64%,且介电强度满足绝缘要求。经硅烷偶联剂KH550功能化修饰后,PPTA@ZnO NWs-KH550纸基复合材料导热系数较修饰前基本保持不变,呈现优异的绝缘性和良好的力学性能,介电强度增加3.69%,拉伸强度提高58.75%。 展开更多

关键词 芳纶纤维 氧化锌 硅烷偶联剂 导热系数 水热合成法 纸基复合材料

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芳纶Ⅲ纸基复合材料的热氧老化特性研究

15

作者 姚运振 廖思锽 +4 位作者 张正 龙金 王宜 熊志远 胡健 《复合材料科学与工程》 2025年第8期33-42,65,共11页

本文以芳纶Ⅲ短切纤维和间位沉析纤维为原料,通过湿法成型得到芳纶Ⅲ原纸,并浸渍聚酰亚胺树脂后得到芳纶Ⅲ纸基复合材料,随后对其进行250℃、300℃和350℃的老化试验,表征老化前后芳纶Ⅲ纸基复合材料的理化结构、力学性能和动态力学性... 本文以芳纶Ⅲ短切纤维和间位沉析纤维为原料,通过湿法成型得到芳纶Ⅲ原纸,并浸渍聚酰亚胺树脂后得到芳纶Ⅲ纸基复合材料,随后对其进行250℃、300℃和350℃的老化试验,表征老化前后芳纶Ⅲ纸基复合材料的理化结构、力学性能和动态力学性能。结果表明:在250℃和300℃下,老化前后芳纶Ⅲ纸基复合材料化学结构无明显变化;在350℃下,老化前后纸张间位芳纶沉析纤维的酰胺键发生断裂。对于纸张的物理结构,随着老化时间及老化温度的增加,芳纶Ⅲ纸基复合材料的质量损失和尺寸损失逐渐变大,并且纸张表面出现孔洞和裂纹等缺陷。250℃下老化408 h后,芳纶Ⅲ纸基复合材料拉伸强度和撕裂度的保持率分别为111%和115%;300℃下老化312 h后,芳纶Ⅲ纸基复合材料的拉伸强度与撕裂度的保持率分别下降到53%和23%;350℃下老化168 h后,芳纶Ⅲ纸基复合材料的拉伸强度保持率仅有4%,撕裂度在老化48 h后保持率下降到了14%,168 h后下降到了0。DMA显示在300℃下老化时,芳纶Ⅲ纸基复合材料的损耗因子转变温度随着老化时间的增加而逐渐变高,说明在300℃下老化时,芳纶Ⅲ纸基复合材料的分子链段柔软度提高明显,黏性增加。 展开更多

关键词 芳纶Ⅲ短切纤维 芳纶Ⅲ原纸 纸基复合材料 热氧老化 力学性能

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基于碳纳米纸的CFRP制孔质量控制

16

作者 王共冬 李南 +1 位作者 种强 周丽 《航空制造技术》 2017年第1期30-36,共7页

进行了钻削预埋碳纳米纸薄膜传感器碳纤维复合材料的试验,钻削结果采用超声波扫描显微镜进行检测。试验结果表明:层间预埋碳纳米纸,可以实时监测钻头位置,根据钻头位置改变进给率,实现对制孔质量的精确控制。采用ABAQUS对试验方案进行... 进行了钻削预埋碳纳米纸薄膜传感器碳纤维复合材料的试验,钻削结果采用超声波扫描显微镜进行检测。试验结果表明:层间预埋碳纳米纸,可以实时监测钻头位置,根据钻头位置改变进给率,实现对制孔质量的精确控制。采用ABAQUS对试验方案进行模拟仿真,模拟的结果与试验结果很好地吻合,证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 分层 碳纳米纸 进给率 轴向力

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几种特种纤维的热水老化及性能研究 被引量：7

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作者 张继华 詹茂盛 +1 位作者 段跃新 王瑛 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2004年第2期15-21,35,共8页

在25℃,50℃和96℃的热水中,对Kevlar29纤维、Kevlar49纤维和PBO纤维分别进行了吸水老化实验,测定了吸水率和拉伸断裂强度与热水老化条件(即温度和时间)的关系,通过FTIR图谱分析了纤维在吸水过程中可能发生的化学结构变化,通过SEM观察... 在25℃,50℃和96℃的热水中,对Kevlar29纤维、Kevlar49纤维和PBO纤维分别进行了吸水老化实验,测定了吸水率和拉伸断裂强度与热水老化条件(即温度和时间)的关系,通过FTIR图谱分析了纤维在吸水过程中可能发生的化学结构变化,通过SEM观察了热水老化导致的纤维表面微观形貌变化,讨论了纤维的吸水机理。 展开更多

关键词 热水老化 吸水率 拉伸断裂强度 实验 pbo纤维 KEVLAR纤维 纤维增强树脂基复合材料

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