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高性能热塑性树脂基复合材料发展:材料、工艺及应用 被引量:1
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作者 晁聪聪 臧致艺 +6 位作者 佟海滨 姚佳楠 邹柯 王成博 张代军 刘刚 陈祥宝 《航空材料学报》 北大核心 2025年第3期1-18,共18页
高性能热塑性树脂基复合材料因其优异的力学性能、耐环境、耐介质、可回收性及可实现快速成型等优势,在航空制造技术领域展现出广阔的应用前景。近年来,随着聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚芳醚酮(PAEK)等高性能热塑性树脂的商品化... 高性能热塑性树脂基复合材料因其优异的力学性能、耐环境、耐介质、可回收性及可实现快速成型等优势,在航空制造技术领域展现出广阔的应用前景。近年来,随着聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚芳醚酮(PAEK)等高性能热塑性树脂的商品化进程加快,相关预浸料与成型技术不断优化,推动了该类材料在工程技术领域的应用。本文系统综述高性能热塑性树脂基复合材料的发展现状,重点分析其材料体系及商品化进展、预浸料制备、先进制造工艺及应用,提出高性能热塑性树脂基复合材料重点发展方向,以期为航空航天等工程技术领域人员提供参考,推动高性能热塑性树脂基复合材料的创新发展与应用。 展开更多
关键词 高性能热塑性复合材料 预浸料 成型工艺 航空应用
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基于FAE-Unet的碳纤维预浸料表面缺陷分割方法 被引量:1
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作者 卢瑶瑶 吴哲彬 +3 位作者 刘香玉 平安 何凯龙 甘学辉 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期44-51,共8页
针对碳纤维预浸料在生产过程中存在人工检测误差大、效率低等问题,提出基于FAE-Unet的碳纤维预浸料表面缺陷分割方法。在骨干网络中,提出FAE(fusion attention encoder)编码器模块代替Unet编码器。FAE编码器模块融入注意力机制,分别从... 针对碳纤维预浸料在生产过程中存在人工检测误差大、效率低等问题,提出基于FAE-Unet的碳纤维预浸料表面缺陷分割方法。在骨干网络中,提出FAE(fusion attention encoder)编码器模块代替Unet编码器。FAE编码器模块融入注意力机制,分别从通道和空间层面增强了网络的特征提取能力,并为不同特征分配权重信息,该模块将提取的特征信息与解码阶段融合,保留了更多细节特征,提升对小尺度缺陷的关注度。此外,采用带权重的交叉熵损失函数,有效提高在样本量不均衡情况下,尤其是样本量较少时的缺陷分割精度。结果表明,该模型的平均交并比、平均像素准确率、准确率与召回率的调和平均数F_(1-score)值分别达82.36%、91.78%、92.36%。相较于DeepLabV3+、PSPNet、Unet等方法,该模型的分割精度更优,能够精确分割碳纤维预浸料表面的缺陷。 展开更多
关键词 碳纤维预浸料 缺陷检测 语义分割 Unet网络
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适于复合材料预浸料工艺的邻苯二甲腈树脂体系研究进展
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作者 徐祚炜 唐俊 +4 位作者 廖维 吴楠 邢素丽 杨金水 尹昌平 《材料导报》 北大核心 2025年第14期263-271,共9页
邻苯二甲腈树脂,是一类以邻苯二甲腈结构封端的热固性树脂,因其固化后形成的独特芳杂环体型网络结构而表现出卓越的热稳定性、耐化学腐蚀性、阻燃性能以及低介电常数等特性,在航空航天、船舶制造以及电子封装等诸多领域展现出巨大的应... 邻苯二甲腈树脂,是一类以邻苯二甲腈结构封端的热固性树脂,因其固化后形成的独特芳杂环体型网络结构而表现出卓越的热稳定性、耐化学腐蚀性、阻燃性能以及低介电常数等特性,在航空航天、船舶制造以及电子封装等诸多领域展现出巨大的应用潜力。然而,苛刻的成型工艺条件成为制约邻苯二甲腈树脂及其复合材料进一步发展和应用的主要障碍,因此迫切需要改善邻苯二甲腈树脂的工艺性能。本文综述了适用于预浸料工艺的邻苯二甲腈树脂研究现状,深入探讨了分子结构设计、共混改性、添加填料以及预聚等各种改性方法对邻苯二甲腈预浸料性能的影响。同时,本文还对各种改性方法进行了比较分析,并对邻苯二甲腈预浸料未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 邻苯二甲腈 复合材料 预浸料 湿法工艺
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废弃碳纤维预浸料的回收再利用及再生层合板力学性能分析
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作者 张宇 陈立峰 +1 位作者 沈伟 竺铝涛 《现代纺织技术》 北大核心 2025年第11期127-135,共9页
为有效解决废弃碳纤维预浸料浪费问题,通过收集、裁剪、分散、铺层以及热压处理等流程,将废弃碳纤维预浸料重新制备成再生层合板,并在层间添加短切碳纤维。通过对制备的再生层合板进行三点弯曲和准静态压缩测试,深入探究了预浸料碎片规... 为有效解决废弃碳纤维预浸料浪费问题,通过收集、裁剪、分散、铺层以及热压处理等流程,将废弃碳纤维预浸料重新制备成再生层合板,并在层间添加短切碳纤维。通过对制备的再生层合板进行三点弯曲和准静态压缩测试,深入探究了预浸料碎片规格和增韧纤维长度对再生层合板力学性能的影响。结果显示:对于未进行增韧的再生层合板,采用较大尺寸预浸料碎片制备的再生层合板力学性能最佳。对于采用短切碳纤维层间增韧的再生层合板,采用6 mm短切碳纤维进行增韧的再生层合板,其弯曲性能最佳;而采用10 mm短切碳纤维增韧的再生层合板,其压缩性能最佳。研究制得的再生层合板展现出了良好的力学性能,不仅可为废弃预浸料的高价值化回收提供可量化的工艺优化路径,同时也可为再生复合材料的结构设计优化提供新思路。 展开更多
关键词 复合材料 废弃预浸料 回收 增韧 力学性能
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连续碳纤维热塑性预浸料及其复合材料制备研究进展
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作者 许恬甜 占海华 +5 位作者 陈立峰 沈伟 杜诚杰 邹专勇 姚江薇 赵德方 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第10期229-236,共8页
综述了国内外连续碳纤维热塑性预浸料及对应的连续碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTPs)制备技术的最新研究进展情况。重点从预浸料制备技术、复合材料成型工艺及界面改性方法三个方向系统梳理了研究成果:介绍了溶液浸渍、熔融浸渍、粉末... 综述了国内外连续碳纤维热塑性预浸料及对应的连续碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTPs)制备技术的最新研究进展情况。重点从预浸料制备技术、复合材料成型工艺及界面改性方法三个方向系统梳理了研究成果:介绍了溶液浸渍、熔融浸渍、粉末浸渍等预浸料制备技术;分析了模压成型、层压成型、缠绕成型等复合材料成型工艺;阐述了等离子体处理、上浆剂改性、纳米粒子改性等界面改性方法。指出采用多技术协同可制备性能更优异的预浸料,选取合适的成型工艺参数并改良成型工艺能提升CFRTPs性能,选用合适的界面改性技术可改善CFRTPs的界面性能。 展开更多
关键词 碳纤维 热塑性预浸料 复合材料 成型工艺 界面改性
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熔融浸渍模具内纤维束展宽模型的建立
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作者 马驰原 许文翀 +4 位作者 潘益鹏 刘袁媛 何亚东 信春玲 任峰 《中国塑料》 北大核心 2025年第4期46-51,共6页
针对波浪形弯曲流道浸渍模具分析了纤维束在模具内的受力做功情况,基于能量守恒原理构建了包含工艺参数与设备结构参数的模具内纤维束展宽模型。利用实验室自行设计的波浪形弯曲流道浸渍模具,探究了生产工艺参数与设备结构参数对模具内... 针对波浪形弯曲流道浸渍模具分析了纤维束在模具内的受力做功情况,基于能量守恒原理构建了包含工艺参数与设备结构参数的模具内纤维束展宽模型。利用实验室自行设计的波浪形弯曲流道浸渍模具,探究了生产工艺参数与设备结构参数对模具内纤维束展开宽度的影响。结果表明,工艺参数对纤维束展宽影响较大,其中牵引张力是主要影响因素;设备结构参数在一定程度上对展宽也有所影响,模型能够有效预测纤维束在模具内浸渍阶段的展开宽度,为控制和优化纤维束在模具内的展宽过程提供了理论依据。 展开更多
关键词 纤维展宽 熔融浸渍 预浸带 能量守恒
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短切热塑性预浸料片材尺度对成型构件力学性能的影响研究
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作者 刘粤海 付饶 +3 位作者 严洪彬 王琦 马赛 王福吉 《精密成形工程》 北大核心 2025年第11期58-67,共10页
目的以短切碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)为研究对象,系统探究了预浸料片材长宽比对其力学性能的影响规律,进而提出了一种短切预浸料片材的尺度优选方法。方法制备了4种长宽比(1∶1、2∶1、4∶1、6∶1)的短切CF/PA6预浸料片材,通过... 目的以短切碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)为研究对象,系统探究了预浸料片材长宽比对其力学性能的影响规律,进而提出了一种短切预浸料片材的尺度优选方法。方法制备了4种长宽比(1∶1、2∶1、4∶1、6∶1)的短切CF/PA6预浸料片材,通过排气辅助模压成型工艺制备出力学性能测试样件,利用光学显微镜与显微CT定量表征微观孔隙与纤维面外波纹缺陷,并结合拉伸实验分析片材尺度对宏观力学性能的影响。结果随片材长宽比的增大,材料内部孔隙分布均匀性下降,大尺寸(≥10^(15) nm^(3))孔隙数量增多,同时纤维面外波纹显著加剧,平均波纹比与波纹角分别提高了122%与140%。拉伸性能与模量均随着长宽比的增大呈现先升后降的趋势,并于2∶1时达到最优值。结论短切预浸料片材长宽比通过影响微观缺陷的演化与应力传递结构的连续性来影响复合材料力学性能。当长宽比为2∶1时,可实现纤维应力传递效率与缺陷抑制的有效平衡,为其在复杂结构件中的性能优化与工艺设计提供了重要依据。 展开更多
关键词 短切预浸料片材 模压成型 CF/PA6复合材料 微观缺陷 力学性能
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湿法与干喷湿法制备的碳纤维对复合材料性能的影响 被引量:1
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作者 王峰 庞宝琳 +4 位作者 胡溯 王彦博 张一川 冀美宇 张扬 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第8期76-82,共7页
目前碳纤维主要的制备方法包括湿法和干喷湿法两种,两种方法生产的碳纤维存在一些差异,对复合材料的性能也会产生不同的影响。为探究两种方法制备的碳纤维的区别及其对复合材料性能的影响,以国产T700级碳纤维和ACTECH1203中温环氧树脂... 目前碳纤维主要的制备方法包括湿法和干喷湿法两种,两种方法生产的碳纤维存在一些差异,对复合材料的性能也会产生不同的影响。为探究两种方法制备的碳纤维的区别及其对复合材料性能的影响,以国产T700级碳纤维和ACTECH1203中温环氧树脂为原料,采用两步法得到预浸料,后采用真空成型方式制备了碳纤维单向带复合材料。探究了分别以湿法(G型)及干喷湿法(S型)制备的以碳纤维为增强体的复合材料在常温及湿热状态下的力学性能差异,并观测了两种纤维的表面形貌及复合材料的界面状态。结果表明,T700级S型和G型纤维表面活性无差异,G型纤维表面布满沟槽,与树脂基体的物理啮合作用更强;S型纤维表面光滑,更少的表面褶皱使得其缺陷更少,体现为更高的拉伸强度。在室温干态力学性能对比中,G型纤维复合材料的压缩强度比S型纤维复合材料的高8%,而S型纤维复合材料的拉伸性能比G型纤维复合材料的高9%。且在进行相同的吸湿处理后,G型纤维复合材料的力学性能保持率更优,能达到85.6%;S型纤维复合材料力学性能保持率较差,仅为71.6%。微观形貌观察表明,G型纤维与树脂基体黏连性更强,断裂面纤维上有明显的树脂残留;而S型纤维断裂面树脂残留很少。 展开更多
关键词 T700级碳纤维 预浸料 复合材料 界面性能 力学性能
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碳纤维复合材料受感部结构设计及试验校核
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作者 贾文杰 宋江涛 张久峰 《航空发动机》 北大核心 2025年第5期143-148,共6页
为解决现有金属受感部体积和质量过大、强度不足的问题,开展了基于T700碳纤维复合材料的航空发动机流场测量受感部设计。完成了基于T700预浸料的碳纤维复合材料受感部建模,分别对相同尺寸的金属受感部和复合材料受感部进行了强度与模态... 为解决现有金属受感部体积和质量过大、强度不足的问题,开展了基于T700碳纤维复合材料的航空发动机流场测量受感部设计。完成了基于T700预浸料的碳纤维复合材料受感部建模,分别对相同尺寸的金属受感部和复合材料受感部进行了强度与模态分析,并通过温度冲击试验、静加载试验和振动耐久试验对所加工的碳纤维复合材料受感部进行校核。结果表明:2种材料受感部的结构强度接近,碳纤维复合材料受感部的质量不足相同尺寸金属受感部质量的1/3,其前6阶固有频率均低于金属材料受感部的,能够避开发动机典型状态固有频率,频率差值在17.2%以上,具有足够的安全裕度,同时其换算使用寿命不短于200 h,验证了碳纤维复合材料在受感部设计中的可行性。 展开更多
关键词 T700预浸料 碳纤维复合材料 受感部 结构强度 试验校核 航空发动机
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预浸料用热熔树脂研究进展
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作者 郭雯茜 曹碧雯 +1 位作者 阮英波 杨杰 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期743-748,共6页
预浸料具有方便环保、树脂含量可控、尺寸规格可调整等特点,而热熔浸渍法以其环保高效、质量稳定等优势成为预浸料主要的制备工艺。作为成型预浸料的重要原材料,热熔树脂的性能对预浸料的工艺性和最终材料性能具有重要影响,因此研制适... 预浸料具有方便环保、树脂含量可控、尺寸规格可调整等特点,而热熔浸渍法以其环保高效、质量稳定等优势成为预浸料主要的制备工艺。作为成型预浸料的重要原材料,热熔树脂的性能对预浸料的工艺性和最终材料性能具有重要影响,因此研制适用于预浸料的热熔树脂体系是高性能树脂基复合材料的重要发展方向之一。本文主要概述了近年来环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂等几种预浸料常用热熔树脂方面的最新研究进展,并展望了预浸料用热熔热固性树脂未来的发展趋势。 展开更多
关键词 预浸料 环氧树脂 酚醛树脂 氰酸酯树脂 双马来酰亚胺树脂
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复合抗拉铠装层制备中的固化动力学
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作者 鲍蕊 刘军鹏 段梦兰 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第9期3613-3619,共7页
为研究复合抗拉铠装层制造成型过程中的高温热固化化学问题,探讨了T700碳纤维增强环氧树脂预浸料的固化动力学特性,通过对预浸料进行差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)分析,利用Starink法精确计算了自催化反应固化... 为研究复合抗拉铠装层制造成型过程中的高温热固化化学问题,探讨了T700碳纤维增强环氧树脂预浸料的固化动力学特性,通过对预浸料进行差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)分析,利用Starink法精确计算了自催化反应固化动力学参数,建立了固化动力学模型。试验结果表明:在更高的加热速率下,预浸料坯的反应速率显著增加,但达到峰值后反应速率下降更快,导致最终反应热的平均值更低。该预浸料的固化反应表观活化能为77.04 kJ/mol,所构建的固化动力学模型与试验数据高度匹配。 展开更多
关键词 碳纤维/环氧树脂 预浸料 固化动力学 DSC分析
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GE公司预浸料-熔渗工艺SiCf/SiC复合材料应用研究历程及启示 被引量:1
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作者 王雅娜 李天山 +1 位作者 王海润 焦健 《航空材料学报》 北大核心 2025年第2期1-17,共17页
美国通用电气航空公司(简称GE公司)自20世纪80年代开始预浸料-熔渗工艺SiCf/SiC复合材料的研发,组织数百名科学家和工程师,历时30年、累计投入近15亿美金,最终实现了该材料在发动机领域的成功应用与商业化。本文详细阐述了GE公司预浸料... 美国通用电气航空公司(简称GE公司)自20世纪80年代开始预浸料-熔渗工艺SiCf/SiC复合材料的研发,组织数百名科学家和工程师,历时30年、累计投入近15亿美金,最终实现了该材料在发动机领域的成功应用与商业化。本文详细阐述了GE公司预浸料-熔渗工艺SiCf/SiC复合材料螺旋式的发展历程,聚焦其在燃气轮机和航空发动机热端部件领域的创新实践,通过多个典型热端构件研发的案例分析,揭示了GE公司以“需求牵引-技术验证-工程迭代”为核心的研发范式,并深度解构了GE公司的7FA发动机涡轮外环组件跨越10年的渐进式设计迭代路径,层层解构其服役失效逆向反馈与正向设计牵引的协同优化逻辑。针对国外发展现状,本文进一步解读了GE公司通过垂直整合制造链,引入数字孪生工艺优化,建立机器学习检测体系,构建“材料-工艺-检测”三位一体的技术壁垒。GE公司发展经验表明,技术突破需兼顾长期基础研究与敏捷工程迭代,国内应通过技术体系革新,以典型构件为牵引,建立“设计-制造-考核”闭环的研发流程,建立多学科平等协同机制。强化基础能力,依托高校和国家级研发中心开展机理研究,实施热-力-化学多场耦合约束下的多维度协同优化,尽快推进产业生态构建,整合零散资源,搭建“产学研”快速验证平台。提早布局数字化赋能,实施全链条数据采集与AI嵌入。最后通过深度凝练外在相关技术领域的成功经验,结合国内实际情况,提出了涵盖“基础研究-中试验证-标准建设-产业协同”的自主化发展路线图,旨在为国内高推重比航空发动机用陶瓷基复合材料技术攻关提供方法论层面的战略参考。 展开更多
关键词 SICF/SIC复合材料 预浸料-熔渗 发动机 应用研究
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高强高模量碳纤维复合材料的制备及其力学性能研究 被引量:1
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作者 宋盼盼 李志涛 +3 位作者 尹国强 徐盼盼 沈琰 薛亚俊 《化工新型材料》 北大核心 2025年第8期97-101,共5页
以高温固化型环氧树脂HG101为基体,高强高模量碳纤维为增强材料,通过热熔浸渍法制备了具有良好物理性能和工艺性能的预浸料,采用热压罐固化成型工艺制备出高强高模量碳纤维复合材料。通过扫描电子显微镜、万能试验机对复合材料的微观形... 以高温固化型环氧树脂HG101为基体,高强高模量碳纤维为增强材料,通过热熔浸渍法制备了具有良好物理性能和工艺性能的预浸料,采用热压罐固化成型工艺制备出高强高模量碳纤维复合材料。通过扫描电子显微镜、万能试验机对复合材料的微观形貌、力学性能进行了表征和测试。结果表明:与中模量CF1碳纤维预浸料复合材料相比,高模量CF2、CF3、CF4碳纤维复合材料0°拉伸模量分别提高28.57%、31.55%、97.62%,碳纤维强度转化率也依次提高;同时短梁强度和面内剪切强度较高,表明环氧树脂HG101与高模量碳纤维界面结合性能良好。 展开更多
关键词 高强高模量碳纤维 预浸料 力学性能 复合材料
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高性能连续纤维增强热塑性预浸料及复合材料制备工艺研究进展 被引量:1
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作者 霍红宇 姚鑫 +3 位作者 高亮 周典瑞 吴天宇 张宝艳 《材料工程》 北大核心 2025年第3期44-53,共10页
热塑性复合材料具备耐疲劳性能优异、成型周期短、可二次加工、可焊接、无储存条件限制等优势,为更好地实现热塑性复合材料的工程化制备,满足航空航天、轨道交通等领域的应用需求,研究热塑性预浸料的制备以及成型方式具有重要意义。本... 热塑性复合材料具备耐疲劳性能优异、成型周期短、可二次加工、可焊接、无储存条件限制等优势,为更好地实现热塑性复合材料的工程化制备,满足航空航天、轨道交通等领域的应用需求,研究热塑性预浸料的制备以及成型方式具有重要意义。本文对连续纤维增强热塑性预浸料的制备工艺方法进行了详细介绍,包括溶液浸渍法、熔融浸渍法、薄膜层叠法、粉末浸渍法、悬浮热熔法和纤维混编法等工艺,同时对热塑性复合材料成型工艺方法进行了重点论述,包括模压成型、缠绕成型、自动铺放成型、原位固结成型、3D打印成型等方法,针对每种预浸料制备与成型工艺特点梳理了工程化应用的可行性,最后对热塑性复合材料的未来趋势进行了展望,并给出了发展建议。 展开更多
关键词 热塑性预浸料 制备工艺 悬浮热熔法 成型工艺 自动铺放
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国产高模OoA预浸料性能及其制备主承力结构件可行性的研究 被引量:1
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作者 朱有欣 李桐 +2 位作者 吴帅 王玉琳 田思戗 《化工新型材料》 北大核心 2025年第9期243-247,共5页
以国产高模M40J级碳纤维为增强材料,使用不同树脂浸润程度的传统热压罐预浸料及热压罐外(OoA)预浸料,结合热压罐成型工艺和OoA成型工艺制备了两种试验件。通过A扫超声检测、金相检测、力学性能测试等方法对比了两种试验件的内部质量及... 以国产高模M40J级碳纤维为增强材料,使用不同树脂浸润程度的传统热压罐预浸料及热压罐外(OoA)预浸料,结合热压罐成型工艺和OoA成型工艺制备了两种试验件。通过A扫超声检测、金相检测、力学性能测试等方法对比了两种试验件的内部质量及力学性能。结果表明:超声A扫波型显示两种成型工艺制备的同类型试验件其内部质量均无明显缺陷;金相检测显示热压罐成型的试验件孔隙率为0.06%,OoA成型的试验件孔隙率为0.11%,均小于引起试样力学性能下降的临界孔隙率;力学性能检测显示两种成型工艺试验件的拉伸、压缩、弯曲、层间剪切强度平均值分别相差0.65%、3.0%、6.7%和2.7%,拉伸、压缩、弯曲模量平均值分别相差0.94%、3.74%和3.91%。另外,使用该OoA预浸料制造出了合格的无人机主承力结构件主翼梁,进一步说明了国产高模OoA预浸料制备航空航天主承力结构件具有较高的可行性。 展开更多
关键词 国产高模预浸料 OoA成型工艺 力学性能 主承力结构 航空航天应用
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吸湿对不同环氧树脂及其预浸料性能的影响
16
作者 钟竹瑞 郭聪聪 +2 位作者 尹国强 郭自豪 刘兴保 《化工新型材料》 北大核心 2025年第S1期220-224,共5页
通过差示扫描量热法、粘性剥离和力学测试,研究高湿环境对4种不同化学结构的环氧树脂及其预浸料性能的影响。结果表明:水分会加速固化反应的发生,预浸料在高湿环境下放置粘性会迅速降低,不同种类的环氧/碳纤预浸料吸湿后表现出不同的性... 通过差示扫描量热法、粘性剥离和力学测试,研究高湿环境对4种不同化学结构的环氧树脂及其预浸料性能的影响。结果表明:水分会加速固化反应的发生,预浸料在高湿环境下放置粘性会迅速降低,不同种类的环氧/碳纤预浸料吸湿后表现出不同的性能变化,在高湿环境放置1000h后AG80/DDS体系的玻璃化转变温度(T_(g))、层间剪切强度和开孔压缩强度分别降低10.6%、10.5%和1.5%,而AG-601/DDS体系的T_(g)、层间剪切强度和开孔压缩强度大幅下降,分别降低35.1%、61.3%、10.9%。 展开更多
关键词 环氧树脂 预浸料 吸湿性 反应性 力学性能
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自动铺放工艺热固性预浸料黏性浅析
17
作者 卢康逸 冯斌 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第10期114-122,共9页
预浸料自动化铺放成型是航空航天高端复合材料制造的重要工艺技术,其铺放工艺性是影响高质量、高效率、高稳定自动化铺放的关键因素之一,常以黏性与铺覆性评估。文章阐述了铺放工艺下预浸料黏结行为的形成机制,分析了内/外部影响因素及作... 预浸料自动化铺放成型是航空航天高端复合材料制造的重要工艺技术,其铺放工艺性是影响高质量、高效率、高稳定自动化铺放的关键因素之一,常以黏性与铺覆性评估。文章阐述了铺放工艺下预浸料黏结行为的形成机制,分析了内/外部影响因素及作用原理,对比了主流的黏性定量测试方法,总结了国内研究单位与应用方的相关进展情况,展望了预浸料黏性的未来研究和应用方向。 展开更多
关键词 自动铺放 预浸料 黏性 定量测试 复合材料
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预浸料黏性定量表征方法及其影响因素
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作者 祝林 陈素明 +3 位作者 王浩军 郑超 赵虎 肖鸿 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第4期136-142,共7页
预浸料是树脂基复合材料热压罐等成型工艺的原材料,黏性是预浸料的基本特性,对复合材料成型过程的生产效率、成型质量与稳定性具有重要意义。目前预浸料的黏性还没有通用的定量测试方法,主要通过定性方法来评价。为了对预浸料的黏性进... 预浸料是树脂基复合材料热压罐等成型工艺的原材料,黏性是预浸料的基本特性,对复合材料成型过程的生产效率、成型质量与稳定性具有重要意义。目前预浸料的黏性还没有通用的定量测试方法,主要通过定性方法来评价。为了对预浸料的黏性进行更准确地评价,建立了一种自动铺放-90°剥离式预浸料黏性的定量测试方法,测试过程包括预浸料测试样件的制备、预浸料的铺放以及预浸料的剥离。通过正交试验对铺放速度、铺放压力和剥离速度等黏性测试参数进行了优化,对不同类型的预浸料进行了黏性定量测试,并且研究了暴露时间对预浸料黏性的影响规律。结果表明,该测试方法可对预浸料的黏性进行定量测试,优化后的测试参数为铺放温度25℃,铺放压力700 N,铺放速度1 m/min,剥离速度100 mm/min;在一定范围内,预浸料的黏性随着铺放压力的增大而增大,随着铺放速度的增大而减小,随着剥离速度的增大而增大;不同类型的预浸料黏性存在一定差距,预浸料与预浸料之间的黏性大于预浸料与不锈钢板之间的黏性;随着暴露时间从0 d增长到30 d,AC531/CCF800H预浸料与预浸料之间的黏性从4.62 N/cm降低到0.89 N/cm,预浸料与不锈钢板的黏性从0.81 N/cm降低到0.19 N/cm。 展开更多
关键词 预浸料 黏性 定量测试 自动铺放 暴露时间
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酚醛树脂预浸带自动搭接工艺及装置研究
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作者 蔡承昌 李花莲 +3 位作者 何晓东 车国华 李超然 张熙 《机械设计》 北大核心 2025年第6期122-130,共9页
为提升酚醛热防护材料缠绕成型工艺中预浸带手动搭接作业的效率及质量稳定性,提出并设计了预浸带自动搭接工艺及系统。首先,对预浸带缠绕及搭接工艺过程进行了分析,得出了关键工艺参数,包括搭接温度和搭接压力;其次,设计了基于PLC的工... 为提升酚醛热防护材料缠绕成型工艺中预浸带手动搭接作业的效率及质量稳定性,提出并设计了预浸带自动搭接工艺及系统。首先,对预浸带缠绕及搭接工艺过程进行了分析,得出了关键工艺参数,包括搭接温度和搭接压力;其次,设计了基于PLC的工艺控制系统,搭建了一套预浸带搭接系统,系统具有对带搭接温度等关键工艺参数进行数值设定及设备状态监测等功能。以提高拉伸剪切强度为优化目标,搭接温度、搭接压力、保压时间及搭接长度为试验因素,设计了四因素四水平的正交试验。通过极差分析得到了使拉伸剪切强度最高的工艺参数组合,搭接温度为90℃、搭接压力为0.5 MPa、保压时间为10 s、搭接长度为70 mm。通过与人工缝合方式进行比较,结果表明:在保证质量的前提下,搭接设备具有更高的效率。针对设备体积大、难以移动及关键装置暴露等问题进行了优化,优化后的设备运行结果表明:预浸带搭接质量达到工艺要求,收到了无损、无掺杂和快速稳定的效果。 展开更多
关键词 复合材料 预浸带搭接 PLC
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直升机桨叶用机织预浸料力学行为表征与成型仿真
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作者 于祖望 高飒飒 +3 位作者 李文刚 汪心文 熊烺录 梁彪 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第5期28-36,共9页
机织预浸料越来越多地应用于直升机桨叶热模压制造,其力学行为的准确表征对成型质量的预测和控制有重要影响。本文重点研究CF3052/3238A碳纤维/环氧树脂机织预浸料热模压过程中不同温度和加载速率对面内纤维方向拉伸、面内剪切和面外弯... 机织预浸料越来越多地应用于直升机桨叶热模压制造,其力学行为的准确表征对成型质量的预测和控制有重要影响。本文重点研究CF3052/3238A碳纤维/环氧树脂机织预浸料热模压过程中不同温度和加载速率对面内纤维方向拉伸、面内剪切和面外弯曲力学行为的影响规律。结果表明,CF3052/3238A碳纤维/环氧树脂预浸料的拉伸模量随温度和加载速率变化不大;剪切变形行为随着温度升高,对加载速率的敏感性降低,材料剪切模量明显下降;材料剪切模量随着加载速率的升高而升高;加载速率一定时,预浸料样品弯曲刚度随温度升高而降低,而当温度一定时,预浸料的弯曲刚度随加载速率的增加而升高。在此基础上,基于预浸料面内单轴拉伸、剪切变形与面外弯曲变形特性,采用壳膜混合单元将预浸料面内拉伸变形与面外弯曲变形完全解耦,考虑了预浸料的真实弯曲刚度并使用准确追踪纤维方向的非正交本构模型描述机织预浸料的材料行为,对机织预浸料面内剪切变形以及半球形结构的成型进行模拟,证明了该成型模型的有效性和正确性。 展开更多
关键词 机织预浸料 力学行为 本构模型 成型仿真
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