航空发动机用聚酰亚胺树脂基复合材料固化工艺及热稳定性能 被引量：13

1

作者 倪洪江 邢宇 +3 位作者 戴霄翔 李军 张代军 陈祥宝 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期102-109,共8页

针对航空发动机的需求,开展聚酰亚胺树脂基结构复合材料固化工艺与热稳定性评价研究。建立EC-380A树脂的固化动力学方程,模拟树脂固化度随温度和时间的变化。进一步结合树脂流变特性,制定并验证EC-380A复合材料固化成型工艺,制备发动机... 针对航空发动机的需求,开展聚酰亚胺树脂基结构复合材料固化工艺与热稳定性评价研究。建立EC-380A树脂的固化动力学方程,模拟树脂固化度随温度和时间的变化。进一步结合树脂流变特性,制定并验证EC-380A复合材料固化成型工艺,制备发动机大尺寸复合材料典型件。通过热老化失重、预置缺陷层合板内部质量和力学性能,评价复合材料的热稳定性。采用330-380℃多温度分级固化的方法,复合材料可整体铺贴无缺陷热压成型。复合材料热稳定性优异,具备370-400℃耐温能力,370℃和285℃累计热老化1000 h,复合材料失重在1.3%左右;400℃热老化后,复合材料无新增缺陷、预置缺陷无扩展,表现出高温结构稳定性。 展开更多

关键词 航空发动机复合材料 聚酰亚胺 固化工艺 热稳定性 预置缺陷

在线阅读 下载PDF 职称材料

2.5D机织复合材料V形缺口试样剪切测试方法研究 被引量：4

2

作者 张琴 王雅娜 +1 位作者 刘燕峰 陈新文 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第2期174-180,共7页

基于标准试验方法ASTM D7078/D7078M-12和ASTM D5379/D5379M-12对2.5D机织碳纤维增强树脂基复合材料V形缺口试样进行剪切试验,重点研究在两种V形缺口剪切试验方法和两种不同规格电阻应变计测试条件下的经、纬向剪切性能,对比试样不同面... 基于标准试验方法ASTM D7078/D7078M-12和ASTM D5379/D5379M-12对2.5D机织碳纤维增强树脂基复合材料V形缺口试样进行剪切试验,重点研究在两种V形缺口剪切试验方法和两种不同规格电阻应变计测试条件下的经、纬向剪切性能,对比试样不同面粘贴的应变计测量的剪切模量的差异,并对试样剪切后的表面损伤进行观察。结果表明:2.5D机织复合材料的V形缺口剪切应力-应变曲线总体呈现非线性特征,±45°方向的正应变曲线对称性良好;采用ASTM D7078/D7078M-12方法更适合2.5D机织复合材料剪切试验;大尺寸应变计测出的剪切模量高于小尺寸应变计;剪切破坏模式主要是表面树脂沿纬纱方向产生裂纹,随后出现纱线屈曲和界面脱粘。 展开更多

关键词 剪切 应变计 复合材料 模量 ASTM

在线阅读 下载PDF 职称材料

两步法回收碳纤维增强高温环氧树脂复合材料的研究 被引量：2

3

作者 付善龙 张代军 雷帅 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期134-138,共5页

以碳纤维/高温环氧(CF/HTEP)预浸料为原料,采用两步高温热分解方法裂解回收碳纤维增强高温环氧树脂复合材料中的碳纤维。第一步将CF/HTEP预浸料样品在不同温度的氮气保护下进行热分解;第二步将第一步处理过的样品在600℃空气中热分解处... 以碳纤维/高温环氧(CF/HTEP)预浸料为原料,采用两步高温热分解方法裂解回收碳纤维增强高温环氧树脂复合材料中的碳纤维。第一步将CF/HTEP预浸料样品在不同温度的氮气保护下进行热分解;第二步将第一步处理过的样品在600℃空气中热分解处理。通过分析天平称量热分解前后样品的质量变化,计算基体树脂分解率;采用电镜观察不同样品的表面形貌;采用单丝拉伸性能测试回收碳纤维的力学性能。结果表明,通过两步高温热处理方法能够使基体树脂完全分解,获得表面质量良好的回收碳纤维;在850℃氮气中热处理120min,再在600℃空气中处理20min获得的回收碳纤维力学性能最好,拉伸强度保留90.4%。 展开更多

关键词 高温热分解 两步法 回收碳纤维 力学性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

高温固化松香基环氧树脂碳纤维增强复合材料性能研究 被引量：3

4

作者 刘燕峰 刘青曼 陈旭 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第4期40-44,共5页

为了响应我国碳达峰和碳中和的环境目标,本文将生物质马来海松酸缩水甘油酯环氧树脂、石油基双酚A型环氧树脂E-54和固化剂DDS复配,研究高温固化松香基环氧树脂及其复合材料的热和力学性能。结果表明:固化后的环氧树脂具有较高的力学性... 为了响应我国碳达峰和碳中和的环境目标,本文将生物质马来海松酸缩水甘油酯环氧树脂、石油基双酚A型环氧树脂E-54和固化剂DDS复配,研究高温固化松香基环氧树脂及其复合材料的热和力学性能。结果表明:固化后的环氧树脂具有较高的力学性能和热失重温度,配方DGE树脂固化后玻璃化转变温度为207℃,拉伸强度为87.3 MPa,拉伸模量为3.52 GPa,断裂伸长率为4.38%,5%热分解温度约为297℃;以DGE/CCF300预浸料制备的复合材料层合板干态玻璃化转变温度为207℃,湿态玻璃化转变温度为170℃,干态湿态力学性能与已经应用于飞机结构件的基于5222/HT3复合材料性能相当。 展开更多

关键词 碳达峰和碳中和 马来海松酸缩水甘油酯 环氧树脂 高温固化 复合材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

中温固化松香基环氧树脂碳纤维增强复合材料性能 被引量：4

5

作者 刘燕峰 刘青曼 陈旭 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期63-69,共7页

以生物质松香基马来海松酸酐(MPA)作为固化剂固化石油基E-54、AG-80和014U三种环氧树脂混合物,研究松香基环氧树脂基体及其复合材料的热性能和力学性能,评价其作为先进树脂基复合材料应用在航空飞行器主承力结构件的可能性,拓宽生物质... 以生物质松香基马来海松酸酐(MPA)作为固化剂固化石油基E-54、AG-80和014U三种环氧树脂混合物,研究松香基环氧树脂基体及其复合材料的热性能和力学性能,评价其作为先进树脂基复合材料应用在航空飞行器主承力结构件的可能性,拓宽生物质环氧树脂应用领域。结果表明:固化后的环氧树脂具有较高的力学性能和热失重温度,配方F2树脂固化后玻璃化转变温度为156℃、拉伸强度为82.6 MPa、拉伸模量为3.05 GPa、断裂伸长率为4.2%、5%热分解温度约为370℃;以F2/U3160预浸料制备的复合材料层合板干态玻璃化转变温度为158℃,湿态玻璃化转变温度为123℃,干态力学性能与已经应用于直升机旋翼系统的3261/HT3复合材料性能相当,并具备较高的湿态力学性能保持率。 展开更多

关键词 马来海松酸酐 松香基环氧树脂 复合材料 干态力学性能 湿态力学性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

封接性聚酰亚胺研究进展 被引量：3

6

作者 倪洪江 李军 +3 位作者 张代军 刘金刚 杨士勇 陈祥宝 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1-9,共9页

封接性聚酰亚胺是一类可以与自身或其他介质黏结,以形成大规模形态或复合结构的材料。聚酰亚胺通过封接发挥结构支撑、防护和功能特性赋予等作用。综述了聚酰亚胺封接性的实现方法、本征热封性聚酰亚胺,介绍了封接性聚酰亚胺在空间和电... 封接性聚酰亚胺是一类可以与自身或其他介质黏结,以形成大规模形态或复合结构的材料。聚酰亚胺通过封接发挥结构支撑、防护和功能特性赋予等作用。综述了聚酰亚胺封接性的实现方法、本征热封性聚酰亚胺,介绍了封接性聚酰亚胺在空间和电子等领域的应用,并对封接性聚酰亚胺未来的重点发展方向做了展望。聚酰亚胺封接性的实现方法包括表面辐照改性、表面化学改性、表面助黏剂涂覆等表面处理方法,以及利用聚酰亚胺前驱体。本征热封性聚酰亚胺是一种可直接通过热压过程实现封接的材料,综述了其分子结构设计思路及主要商业化产品。 展开更多

关键词 聚酰亚胺 封接性 大规模结构 复合结构 空间应用 电子应用

在线阅读 下载PDF 职称材料

碳纤维/环氧树脂复合材料高速冲击性能 被引量：21

7

作者 顾善群 刘燕峰 +4 位作者 李军 陈祥宝 张代军 邹齐 肖锋 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期110-117,共8页

采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备碳纤维/环氧树脂复合材料,通过空气炮冲击实验研究树脂韧性和碳纤维类型对复合材料抗高速冲击性能的影响,并对高速冲击后的试样进行压缩性能测试,研究高速冲击损伤对复合材料剩余压缩性能的影响。结果表明... 采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备碳纤维/环氧树脂复合材料,通过空气炮冲击实验研究树脂韧性和碳纤维类型对复合材料抗高速冲击性能的影响,并对高速冲击后的试样进行压缩性能测试,研究高速冲击损伤对复合材料剩余压缩性能的影响。结果表明:树脂的韧性可以降低复合材料遭受高速冲击时的内部损伤程度,大幅提高复合材料的抗高速冲击性能和冲击后剩余压缩性能;T700S碳纤维增强复合材料抗高速冲击性能优于T800H碳纤维增强复合材料;复合材料的破坏模式与冲击速率有关,冲击速率较低时,复合材料弹击面出现圆形凹坑,背弹面出现鼓包;冲击速率较高时,复合材料弹击面出现圆形通孔,背弹面出现沿纤维方向撕裂断口。 展开更多

关键词 树脂传递模塑 碳纤维/环氧树脂复合材料 空气炮冲击实验 抗高速冲击性能 剩余压缩性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

石墨烯改性碳纤维树脂基复合材料的制备和性能评价 被引量：12

8

作者 陈宇 张代军 +2 位作者 李军 温嘉轩 陈祥宝 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期82-87,共6页

以石墨烯预浸料作为功能层,铺贴在碳纤维预成型体表面,通过热压罐共固化成型的方法,制备石墨烯改性碳纤维树脂基复合材料。利用超声扫描、金相电镜、四探针、矢量网络分析仪和万能材料试验机等测试手段研究石墨烯预浸料对复合材料内部... 以石墨烯预浸料作为功能层,铺贴在碳纤维预成型体表面,通过热压罐共固化成型的方法,制备石墨烯改性碳纤维树脂基复合材料。利用超声扫描、金相电镜、四探针、矢量网络分析仪和万能材料试验机等测试手段研究石墨烯预浸料对复合材料内部质量、电磁屏蔽性能和力学性能的影响。实验结果表明:石墨烯预浸料的加入,并不会影响到复合材料的内部质量,并且石墨烯功能层和碳纤维结构层之间具有良好的界面相容性。在此基础上,石墨烯预浸料作为功能层,利用其优异的导电性能,可以使得复合材料的电磁屏蔽性能显著提高。当加入G105/3234石墨烯预浸料时,复合材料的电磁屏蔽效能由27.7 dB提高到64.7 dB。与此同时,改性后的碳纤维树脂基复合材料仍然可以保持良好的力学性能。 展开更多

关键词 石墨烯预浸料 碳纤维 复合材料 电磁屏蔽性能 力学性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

碳纤维/双马树脂复合材料抗高速冲击性能 被引量：11

9

作者 顾善群 张代军 +4 位作者 付善龙 刘燕峰 李军 邹齐 陈祥宝 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期73-82,共10页

采用热压罐成型工艺制备碳纤维/双马树脂复合材料,并采用空气炮冲击装置、超声水浸C扫描探伤装置和万能材料试验机等测试手段,研究碳纤维类型和碳纤维体积分数对复合材料层板抗高速冲击性能的影响。结果表明:与CCF300碳纤维、CCF700碳... 采用热压罐成型工艺制备碳纤维/双马树脂复合材料,并采用空气炮冲击装置、超声水浸C扫描探伤装置和万能材料试验机等测试手段,研究碳纤维类型和碳纤维体积分数对复合材料层板抗高速冲击性能的影响。结果表明:与CCF300碳纤维、CCF700碳纤维和CCF800H碳纤维相比,TZ1000G碳纤维复合材料抗高速冲击性能最优;碳纤维体积分数越高,复合材料层板抗高冲击性能越高;碳纤维复合材料的破坏模式与冲击速率有关,冲击速率较低时,复合材料层板弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形凹坑,背弹面出现沿纤维方向的分层开裂;冲击速率较高时,复合材料层板弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形通孔,背弹面出现撕裂断口。 展开更多

关键词 碳纤维/双马树脂复合材料 预浸料 热压罐成型 抗高速冲击性能 剩余压缩性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚酰亚胺纤维/双马树脂复合材料抗高速冲击性能 被引量：7

10

作者 顾善群 张代军 +4 位作者 刘燕峰 邹齐 陈祥宝 李军 付善龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期119-125,共7页

采用热压罐成型工艺制备聚酰亚胺纤维/双马树脂复合材料,并采用空气炮冲击实验研究聚酰亚胺纤维体积分数和环境温度对复合材料层板抗高速冲击性能的影响。结果表明:与等面重下TC4钛合金相比,S35聚酰亚胺纤维复合材料抗高速冲击性能更优... 采用热压罐成型工艺制备聚酰亚胺纤维/双马树脂复合材料,并采用空气炮冲击实验研究聚酰亚胺纤维体积分数和环境温度对复合材料层板抗高速冲击性能的影响。结果表明:与等面重下TC4钛合金相比,S35聚酰亚胺纤维复合材料抗高速冲击性能更优,且具有优异的高温抗高冲击性能。聚酰亚胺纤维体积分数越高,复合材料层板抗高冲击性能越高,其中,73%体积分数的聚酰亚胺纤维复合材料层板室温弹道吸能可达227.0J,比等面重下TC4钛合金高240%。冲击速率较低时,复合材料弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形凹坑,背弹面出现沿纤维方向的分层开裂;冲击速率较高时,复合材料层板弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形通孔,背弹面出现沿纤维方向大面积纤维分层开裂。 展开更多

关键词 聚酰亚胺纤维/双马树脂复合材料 TC4钛合金 风扇包容机匣 热压罐成型 抗高速冲击性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维结构石墨烯气凝胶/环氧树脂复合材料的制备和电磁屏蔽性能 被引量：7

11

作者 陈宇 张代军 +2 位作者 李军 温嘉轩 陈祥宝 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期82-88,共7页

以三维结构的石墨烯气凝胶为填料,通过真空浸渍的方法,将环氧树脂浸入并固化,制备石墨烯气凝胶/环氧树脂复合材料。利用FT-IR,XPS和XRD等测试手段,研究制备过程和炭化处理中石墨烯气凝胶的化学结构变化。实验结果表明:氧化石墨烯和聚酰... 以三维结构的石墨烯气凝胶为填料,通过真空浸渍的方法,将环氧树脂浸入并固化,制备石墨烯气凝胶/环氧树脂复合材料。利用FT-IR,XPS和XRD等测试手段,研究制备过程和炭化处理中石墨烯气凝胶的化学结构变化。实验结果表明:氧化石墨烯和聚酰胺酸,通过物理吸附的方式,形成石墨烯气凝胶。300℃热处理使得聚酰胺酸亚胺化成聚酰亚胺,氧化石墨烯得到部分还原。随着炭化温度的提高,石墨烯气凝胶中的石墨烯片层还原程度越高,聚酰亚胺炭化程度越高。与此同时,扫描电镜和光学显微镜结果表明,炭化处理和真空浸渍后,石墨烯气凝胶仍然可以保持良好的三维网络结构。在此基础上,石墨烯气凝胶作为导电填料,利用其三维网络结构,使得对应的复合材料具有良好的导电性能和电磁屏蔽性能。在石墨烯气凝胶含量仅为6.23%(质量分数)时,复合材料的电导率就可以达到252 S·m^(-1),电磁屏蔽效能高达75 dB。 展开更多

关键词 石墨烯气凝胶 环氧树脂 复合材料 电磁屏蔽性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

阻燃植物纤维蜂窝芯制备及性能研究 被引量：2

12

作者 刘燕峰 刘青曼 陈旭 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第6期76-80,128,共6页

为了响应我国碳达峰和碳中和的环境目标并提高蜂窝芯的性价比,本文采用木纤维纸和混杂纤维纸制备蜂窝芯材,研究蜂窝芯的制备工艺、阻燃性能、力学性能和水迁移性能。结果表明:当阻燃剂与纸张的重量比约为6%时,48 kg/m^(3)体密度的木纤... 为了响应我国碳达峰和碳中和的环境目标并提高蜂窝芯的性价比,本文采用木纤维纸和混杂纤维纸制备蜂窝芯材,研究蜂窝芯的制备工艺、阻燃性能、力学性能和水迁移性能。结果表明:当阻燃剂与纸张的重量比约为6%时,48 kg/m^(3)体密度的木纤维纸蜂窝芯和混杂纤维纸蜂窝芯都具有优异的阻燃性能,平均自熄时间为0 s,平均烧焦长度分别为79 mm和51 mm,滴落物平均燃烧时间为0 s,能够满足HB 5469-91垂直燃烧阻燃性能要求;木纤维纸蜂窝芯和混杂纤维纸蜂窝芯在常温下稳态平面压缩强度分别为1.64 MPa和1.75 MPa,L向剪切强度分别为1.02 MPa和1.08 MPa,W向剪切强度分别为0.53 MPa和0.61 MPa。 展开更多

关键词 碳达峰和碳中和 木纤维纸蜂窝芯 混杂纤维纸蜂窝芯 阻燃性能 水迁移性能 复合材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

基体厚向梯度化聚酰亚胺复合材料制备与表征 被引量：1

13

作者 倪洪江 李军 +2 位作者 邢宇 张代军 陈祥宝 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期55-62,共8页

研制树脂传递模塑成型(RTM)用聚酰亚胺树脂基体RTM-PI,采用RTM工艺制备基体厚向梯度化聚酰亚胺复合材料,提升复合材料热稳定性能。基体梯度化复合材料包括RTM-PI树脂基芯层和高热稳定树脂基表层,RTM成型工艺参数基于树脂升温热失重、流... 研制树脂传递模塑成型(RTM)用聚酰亚胺树脂基体RTM-PI,采用RTM工艺制备基体厚向梯度化聚酰亚胺复合材料,提升复合材料热稳定性能。基体梯度化复合材料包括RTM-PI树脂基芯层和高热稳定树脂基表层,RTM成型工艺参数基于树脂升温热失重、流变和固化反应数据确定。结果表明:RTM-PI树脂兼具低黏度、超长工艺适用期和耐高温性能,最低黏度在0.1 Pa·s以下,工艺期在300 min以上,玻璃化转变温度达到445℃;基体厚度梯度化复合材料内部质量优异,350℃热老化100 h的失重相对纯RTM-PI复合材料可降低48%以上。 展开更多

关键词 基体厚向梯度化 聚酰亚胺 复合材料 树脂传递模塑成型 热稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

定型剂含量对液态成型聚酰亚胺复合材料性能的影响

14

作者 付善龙 张代军 +1 位作者 雷帅 李军 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期368-373,共6页

以液态成型聚酰亚胺树脂和碳纤维平纹织物为原料,制备了聚酰亚胺/碳纤维复合材料,研究了定型剂含量对基体树脂黏度、耐热性以及复合材料耐热性和力学性能的影响。结果表明:随着定型剂含量的增加,基体树脂的黏度降低,玻璃化转变温度轻微... 以液态成型聚酰亚胺树脂和碳纤维平纹织物为原料,制备了聚酰亚胺/碳纤维复合材料,研究了定型剂含量对基体树脂黏度、耐热性以及复合材料耐热性和力学性能的影响。结果表明:随着定型剂含量的增加,基体树脂的黏度降低,玻璃化转变温度轻微下降;随着定型剂含量的增加,复合材料的玻璃化转变温度下降,经向层间剪切强度和纬向层间剪切强度先增加后降低,且对经向层间剪切强度影响较大,经向弯曲强度和弯曲模量总体增加,纬向弯曲强度和弯曲模量先增加后趋于稳定。综合考虑树脂流动性和耐热性、碳纤维织物定型效果和铺贴工艺性以及复合材料的层间剪切强度和弯曲性能,采用质量分数15%的定型剂制备液态成型聚酰亚胺复合材料最合适。 展开更多

关键词 定型剂 复合材料 耐热性能 力学性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

黏度可控化制备BPDA-PDA型聚酰亚胺及表征 被引量：5

15

作者 倪洪江 邢宇 +4 位作者 戴霄翔 李军 张代军 杨士勇 陈祥宝 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期100-106,共7页

通过二酐水解程度控制改性聚酰亚胺前驱体的方法,对3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)-对苯二胺(PDA)型聚酰亚胺前驱体溶液的黏度进行调控。前驱体的化学结构通过红外光谱(FT-IR)和核磁氢谱(^1H-NMR)进行表征,并考察二酐水解对前驱体溶液... 通过二酐水解程度控制改性聚酰亚胺前驱体的方法,对3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)-对苯二胺(PDA)型聚酰亚胺前驱体溶液的黏度进行调控。前驱体的化学结构通过红外光谱(FT-IR)和核磁氢谱(^1H-NMR)进行表征,并考察二酐水解对前驱体溶液黏度、亚胺化过程和材料性能的影响。结果表明:水解BPDA与PDA反应生成的前驱体,同时含有酰胺酸和羧酸铵盐官能团结构;羧酸铵盐的引入可降低前驱体溶液黏度,实现黏度在10~10^5cP范围内的有效调控;羧酸铵盐的存在未影响前驱体的完全亚胺化,使得材料力学性能得到保持;同时,该黏度调控方法具有降低BPDA-PDA型聚酰亚胺薄膜热膨胀系数的作用。 展开更多

关键词 BPDA-PDA型聚酰亚胺 前驱体 黏度调控 力学性能 热膨胀系数(CTE)

在线阅读 下载PDF 职称材料