干纤维自动铺放液体成型复合材料技术的研究进展 被引量：5

1

作者 彭公秋 白钰 +3 位作者 钟翔屿 张连旺 包建文 曹正华 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第3期113-120,共8页

干纤维自动铺放液体成型复合材料技术是将自动铺放技术和液态成型技术结合,可同时实现先进复合材料的高韧化、自动化和低成本化,是复合材料扩大应用的重点发展方向之一。首先介绍了干纤维自动铺放液体成型复合材料技术的起源,然后分析... 干纤维自动铺放液体成型复合材料技术是将自动铺放技术和液态成型技术结合,可同时实现先进复合材料的高韧化、自动化和低成本化,是复合材料扩大应用的重点发展方向之一。首先介绍了干纤维自动铺放液体成型复合材料技术的起源,然后分析了国外成熟的干纤维自动铺放材料的组成、性能和制备方法,归纳总结了国外干纤维自动铺放液体成型复合材料构件验证和应用情况,最后简单介绍了国内干纤维自动铺放液体成型复合材料技术现状,以期推动国内干纤维自动铺放液体成型技术的发展和应用。 展开更多

关键词 干纤维铺放 网膜 定型剂 预制体 渗透率 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

2

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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聚醚醚酮复合材料制备技术在医疗领域中的应用进展 被引量：1

3

作者 高亮 白钰 +3 位作者 高军鹏 凌常月 张宝艳 齐楠 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第1期111-118,共8页

随着科学技术的进步和人们健康意识的提升,植入性医疗器械被越来越广泛应用于临床。聚醚醚酮复合材料因具有低影像学干扰、轻质高强、模量更接近人体组织、动态负载性能优异、耐腐蚀以及耐磨等特点,在医疗领域应用前景广阔。本文重点介... 随着科学技术的进步和人们健康意识的提升,植入性医疗器械被越来越广泛应用于临床。聚醚醚酮复合材料因具有低影像学干扰、轻质高强、模量更接近人体组织、动态负载性能优异、耐腐蚀以及耐磨等特点,在医疗领域应用前景广阔。本文重点介绍了注塑成型、3D打印成型和预浸料热压成型三种聚醚醚酮复合材料制备技术的基本原理、国内外研究及其在医疗领域中的应用进展,比较了不同制备技术的优缺点和适应性。同时,提出了聚醚醚酮复合材料在医疗应用中所面临的问题与挑战。希望未来相关研究深入开展,促进我国医用材料水平的发展和植入性器械的更新换代,提高患者身体健康水平,改善生活质量。 展开更多

关键词 聚醚醚酮 树脂基复合材料 研究进展 制备技术 医疗领域

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新型复合材料夹层结构屈曲建模及力学行为分析

4

作者 曹鹏宇 李娜 +3 位作者 崔亓官 李丽英 张涛 王凯 《包装工程》 北大核心 2025年第13期326-333,共8页

目的构建一种新型屈曲理论模型,以更精确地预测复合材料夹层板的屈曲行为,提高结构设计的可靠性和安全性。方法基于弹性力学理论与Timoshenko梁模型,建立复合材料夹层板的新屈曲理论模型,推导适用于整体与局部屈曲的计算公式。该公式形... 目的构建一种新型屈曲理论模型,以更精确地预测复合材料夹层板的屈曲行为,提高结构设计的可靠性和安全性。方法基于弹性力学理论与Timoshenko梁模型,建立复合材料夹层板的新屈曲理论模型,推导适用于整体与局部屈曲的计算公式。该公式形式简洁,适用于工程中的快速设计与优化。同时,开展参数化研究,并结合有限元模拟验证模型的准确性。结果新模型能更准确地预测屈曲载荷,计算误差较小,较传统方法更具适用性。参数分析表明,复合材料夹层结构的屈曲性能受面板的拉伸、弯曲和剪切刚度共同影响。但由于对于复合材料面板三者间缺乏直接定量关系,其屈曲行为与各向同性结构存在差异,如铺层顺序引起的弯曲刚度变化、剪切刚度较低导致的屈曲载荷差异等。结论提出的新屈曲理论模型为工程中复合材料夹层板的屈曲分析和设计提供了理论支撑和高效精准的计算工具,对优化结构、提升力学性能具有重要意义。 展开更多

关键词 复合材料夹层结构 屈曲特性 解析解 有限元

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加载电阻膜超表面的低频宽带微波吸收复合材料的设计与性能

5

作者 李学山 李勇峰 鹿海军 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第8期39-48,67,共11页

为实现双组分层合结构微波吸收复合材料在1~18 GHz范围内的低频宽带微波吸收效果,拓展有效吸收带宽(EAB),分别设计了以环氧树脂(5224A)与芳纶机织物(100C170)复合的层合功能层作为阻抗匹配层(P1),内含磁性吸收剂的层合功能层作为损耗层(... 为实现双组分层合结构微波吸收复合材料在1~18 GHz范围内的低频宽带微波吸收效果,拓展有效吸收带宽(EAB),分别设计了以环氧树脂(5224A)与芳纶机织物(100C170)复合的层合功能层作为阻抗匹配层(P1),内含磁性吸收剂的层合功能层作为损耗层(P2),利用低介电与低磁导率特性的P1功能层提升4~18 GHz高频吸收,利用强电磁损耗特性的P2功能层实现1~4 GHz低频谐振吸收,引入电阻膜超表面进一步改善阻抗匹配,拓展高频EAB。结果显示,P1功能层具有良好阻抗匹配效果,与P2功能层复合设计成双组分层合结构微波吸收复合材料,在拓展高频EAB的同时不影响低频谐振吸收效果;电阻膜超表面的引入能够进一步改善阻抗匹配、提升电磁谐振损耗、拓展高频EAB、实现低频宽带吸收效果;设计的加载超表面的复合材料在TM极化模式下具备宽角域吸收特性,在60°入射角下仍具有优异低频宽带吸收效果;厚度为7.4 mm的复合材料在1~18 GHz范围内的实测EAB由4.49 GHz拓展到10.07 GHz,且实测反射率变化趋势与设计结果具有一致性;加载电阻膜超表面后复合材料的弯曲性能呈现轻微提升趋势。该工作表明传统磁性材料的低频谐振损耗协同作用结合电阻膜超表面的阻抗匹配改善与谐振损耗增强作用可以实现低频宽带微波吸收效果,可为后续设计薄层轻质低频宽带强吸收复合材料提供一定的设计参考。 展开更多

关键词 微波吸收复合材料 电阻膜超表面 低频宽带 有效吸收带宽 反射率

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形状记忆叠层复合材料的制备与性能

6

作者 高军鹏 蒋诗才 +2 位作者 王婷婷 许虎 张宝艳 《材料工程》 北大核心 2025年第4期163-168,共6页

根据玻璃化转变温度匹配的原则,制备了一种层状复合、周期调制的形状记忆叠层复合材料。热塑性树脂层作为材料的可逆相,具有较低的玻璃化转变温度;纤维增强树脂层作为材料的固定相,具有较高的玻璃化转变温度,通过层层叠合的方式,采用热... 根据玻璃化转变温度匹配的原则,制备了一种层状复合、周期调制的形状记忆叠层复合材料。热塑性树脂层作为材料的可逆相,具有较低的玻璃化转变温度;纤维增强树脂层作为材料的固定相,具有较高的玻璃化转变温度,通过层层叠合的方式,采用热压罐成型工艺进行了形状记忆复合材料的制备。结果表明,材料具有较好的形状记忆性质,其形状固定率为90%~95%,形状回复率为95%左右。利用了复合材料可设计性强的特点,使材料之间进行复合或交叉结合,制造出了单一材料所不具备的形状记忆材料。 展开更多

关键词 形状记忆 复合材料 玻璃化转变温度 变形 回复

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Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料制备工艺及应用

7

作者 梁艳媛 李琼云 +5 位作者 刘青铜 刘时剑 王晓猛 严蛟 陈明伟 邱海鹏 《航空制造技术》 北大核心 2025年第19期51-67,共17页

氧化铝/氧化铝陶瓷基复合材料(Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)CMC)凭借低成本、短制备周期及优异的高温抗氧化性能,在航空、航天、能源等领域展现出广阔应用前景。本文系统综述了国内外该材料的制备关键问题与工艺进展,重点探讨了低温烧结、... 氧化铝/氧化铝陶瓷基复合材料(Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)CMC)凭借低成本、短制备周期及优异的高温抗氧化性能,在航空、航天、能源等领域展现出广阔应用前景。本文系统综述了国内外该材料的制备关键问题与工艺进展,重点探讨了低温烧结、基体均匀致密化及微结构调控等核心技术挑战,并对比分析了溶胶-凝胶法、料浆法、自动铺放工艺等制备技术的优缺点。同时,总结了该材料在航空发动机燃烧室、排气部件、航天热防护系统、汽车与低空无人飞行器高温组件及工业窑炉等领域的实际应用案例,验证了其高温稳定性与轻量化优势。未来,通过优化工艺、加强自动化生产及拓展应用场景,Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)复合材料有望进一步推动高温结构材料的创新发展。 展开更多

关键词 氧化铝/氧化铝陶瓷基复合材料 制备工艺 航空航天 耐高温 抗氧化 自动铺放

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复合材料桨叶无损检测技术研究进展 被引量：9

8

作者 傅天航 刘松平 +1 位作者 刘菲菲 高军鹏 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期162-166,171,共6页

围绕纤维增强树脂基复合材料桨叶中常见的结构类型,及其在制造、服役、维修等过程中容易产生的分层、孔隙、脱粘、冲击损伤、夹杂和蜂窝积水等主要缺陷类型和分布特点,综述了目前用于复合材料桨叶无损检测的超声检测技术、X射线检测技... 围绕纤维增强树脂基复合材料桨叶中常见的结构类型,及其在制造、服役、维修等过程中容易产生的分层、孔隙、脱粘、冲击损伤、夹杂和蜂窝积水等主要缺陷类型和分布特点,综述了目前用于复合材料桨叶无损检测的超声检测技术、X射线检测技术、目视检测技术、声发射检测技术和红外热成像检测技术等无损检测技术。总结了这些无损检测技术针对复合材料桨叶常见缺陷的可检性,展望了未来复合材料桨叶无损检测技术的发展方向。 展开更多

关键词 纤维增强树脂基复合材料 无损检测 缺陷 直升机旋翼桨叶 风电叶片

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环氧树脂增韧改性技术及其在航空先进复合材料中的应用 被引量：11

9

作者 鹿海军 李亚锋 +1 位作者 张杜鹃 黄浩 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第8期121-128,共8页

环氧树脂因其良好的粘接能力、介电性能和优异的工艺性能,在航空领域被广泛地用作纤维增强复合材料的基体材料。然而环氧树脂固化产物交联密度高导致的断裂韧性差的问题,限制了其在航空先进复合材料方面的应用。文章综述了超支化聚合物... 环氧树脂因其良好的粘接能力、介电性能和优异的工艺性能,在航空领域被广泛地用作纤维增强复合材料的基体材料。然而环氧树脂固化产物交联密度高导致的断裂韧性差的问题,限制了其在航空先进复合材料方面的应用。文章综述了超支化聚合物、热致液晶聚合物、互穿聚合物网络和纳米粒子等方法增韧环氧树脂近年来的发展,介绍了韧性环氧树脂在航空先进树脂基复合材料的应用情况,并对其发展前景进行展望。 展开更多

关键词 增韧 环氧树脂 改性 复合材料 研究进展

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纤维增强聚合物阻尼复合材料研究进展 被引量：1

10

作者 王婷婷 高军鹏 +3 位作者 张宝艳 马兆丹 王伟翰 许虎 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1-11,共11页

纤维增强聚合物复合材料在航空航天、汽车舰船、轨道交通等领域广泛应用。随着航空航天领域轻量化和高速化的进展以及精密仪器设备自动化技术的不断发展,振动问题日益凸显,需要开发兼具高力学性能和高振动阻尼性能的新型结构-阻尼复合... 纤维增强聚合物复合材料在航空航天、汽车舰船、轨道交通等领域广泛应用。随着航空航天领域轻量化和高速化的进展以及精密仪器设备自动化技术的不断发展,振动问题日益凸显,需要开发兼具高力学性能和高振动阻尼性能的新型结构-阻尼复合材料。本文以近十年纤维增强聚合物阻尼复合材料研究为基础,阐述了材料的阻尼机理,综述了聚合物基体、增强纤维、界面等因素对纤维增强聚合物复合材料阻尼性能的影响,为进一步开发具有所需阻尼性能的纤维增强聚合物复合材料提供了参考。最后讨论了纤维增强聚合物阻尼复合材料目前存在的问题及值得关注的发展方向,如新材料新方法新机制的开发、复合材料阻尼性能与力学/工艺性能的协同优化、组分-材料-结构的阻尼性能对应关系等。 展开更多

关键词 阻尼 聚合物复合材料 纤维 界面 减振

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乙烯-丙烯酸共聚物改性环氧树脂/UHMWPE纤维复合材料的制备与性能研究 被引量：1

11

作者 周典瑞 王伟翰 +3 位作者 高亮 杜宇 吴天宇 张宝艳 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第5期52-57,65,共7页

使用乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)与环氧树脂复配作为基体,利用水基乳液浸渍超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维制备了复合材料,通过在树脂浸润性、树脂耐热性能、复合材料力学性能、界面结合情况以及微观形貌等方面的测试表征,对比了不同EAA含量... 使用乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)与环氧树脂复配作为基体,利用水基乳液浸渍超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维制备了复合材料,通过在树脂浸润性、树脂耐热性能、复合材料力学性能、界面结合情况以及微观形貌等方面的测试表征,对比了不同EAA含量的基体树脂对UHMWPE纤维复合材料性能的影响。结果表明,EAA与环氧树脂质量比为25∶75的共混体系一方面可发挥EAA组分与UHMWPE纤维间亲和力强的优势,另一方面还能凭借环氧树脂的刚性交联网络保持较高的耐热性能,体系的层间剪切强度达到8.7 MPa,在60℃下弯曲强度保持率接近80%,表现出优异的综合性能。 展开更多

关键词 乙烯-丙烯酸共聚物 超高分子量聚乙烯纤维 复合材料 界面性能 耐热性能

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含钨粉体改性三维间隔连体织物复合材料γ射线屏蔽性能研究

12

作者 刘雨舜 魏筱霖 +1 位作者 刘奔奔 顾轶卓 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第8期24-31,共8页

核能会产生电离辐射,如X,γ射线,需采用屏蔽材料进行防护。传统的X射线和γ射线屏蔽材料存在重量大、易腐蚀、有毒和结构力学性能低等缺点,因此研制质轻、辐射性能优异、结构/功能一体化的新型复合材料是辐射防护技术发展的重要方向。... 核能会产生电离辐射,如X,γ射线,需采用屏蔽材料进行防护。传统的X射线和γ射线屏蔽材料存在重量大、易腐蚀、有毒和结构力学性能低等缺点,因此研制质轻、辐射性能优异、结构/功能一体化的新型复合材料是辐射防护技术发展的重要方向。根据各类含钨粉体的质量衰减系数理论计算值及密度,优选了氧化钨作为γ射线屏蔽填料,采用含钨粉体改性环氧树脂,并与玻璃纤维三维间隔连体织物复合形成具有夹层结构的纤维增强复合材料。考察了不同含量氧化钨对复合材料屏蔽60Co和137Csγ射线的能力及平压性能的影响。实验结果表明:氧化钨粉对复合材料的辐射屏蔽性能有显著的提升,提升程度与理论计算值相近;相同屏蔽率下,复合材料重量明显低于铁的重量;此外氧化钨也提高了连体织物复合材料的平压强度和平压模量。 展开更多

关键词 树脂基复合材料 氧化钨粉 三维间隔连体织物 Γ射线 辐射屏蔽

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SiCf/SiC复合材料无损检测与评估技术进展 被引量：3

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作者 刘松平 刘菲菲 +1 位作者 章清乐 李治应 《航空制造技术》 2020年第19期24-30,共7页

随着SiCf/SiC复合材料在航空航天等领域高温热端部件中的推广应用,无损检测与评估尤为重要。由于这类复合材料具有非常特别的高温成型工艺和内部微结构及缺陷特征,需要研究采用专门的无损检测技术和缺陷评估方法。结合近年本领域的研究... 随着SiCf/SiC复合材料在航空航天等领域高温热端部件中的推广应用,无损检测与评估尤为重要。由于这类复合材料具有非常特别的高温成型工艺和内部微结构及缺陷特征,需要研究采用专门的无损检测技术和缺陷评估方法。结合近年本领域的研究,分析了SiCf/SiC复合材料缺陷及其特征;回顾了SiCf/SiC复合材料无损检测与评估技术研究进展;总结了SiCf/SiC复合材料无损检测与评估面临的主要技术挑战;提出了SiCf/SiC复合材料无损检测与评估技术今后的主要发展趋势。目前的研究结果表明,高分辨率数字式X-射线成像和高分辨率超声-声发射检测或者非对称频率超声检测技术已成为SiCf/SiC复合材料非常重要的无损检测与评估方法,并已得到很好的实际检测应用效果。 展开更多

关键词 SICF/SIC复合材料 无损检测与评估 超声检测 X-射线成像 红外检测

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聚酰亚胺纤维的表面改性及其环氧树脂复合材料性能与界面破坏模式 被引量：4

14

作者 邱杨 李亚锋 +1 位作者 田国峰 张梦颖 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期196-203,共8页

针对聚酰亚胺(PI)纤维低表面能及PI纤维/环氧树脂复合材料界面性能差的问题,采用大气等离子体处理技术对PI纤维进行表面改性,以处理时间为变量,研究大气等离子体表面处理对PI纤维表面结构及PI/环氧树脂复合材料界面性能的影响。通过SEM... 针对聚酰亚胺(PI)纤维低表面能及PI纤维/环氧树脂复合材料界面性能差的问题,采用大气等离子体处理技术对PI纤维进行表面改性,以处理时间为变量,研究大气等离子体表面处理对PI纤维表面结构及PI/环氧树脂复合材料界面性能的影响。通过SEM研究等离子体处理对PI纤维表面介观形貌及其复合材料破坏模式的影响,采用动态接触角及丝束横向拉伸强度测试对等离子体处理前后的PI纤维与环氧树脂的浸润效果及界面性能进行表征,选取弯曲强度及层间剪切强度作为PI纤维增强复合材料力学性能考察项目。结果表明:大气等离子体表面处理能够改善PI纤维与环氧树脂的浸润及界面结合状态,处理时间为6 min的PI纤维丝束横向拉伸强度为16.05 MPa,提升近21%;PI/环氧树脂复合材料弯曲及层间剪切强度的增幅分别达36.41%及38.85%。大气等离子体改性能够对PI纤维表面形貌进行重构,优化PI纤维与环氧树脂复合效果,将PI纤维增强复合材料的破坏模式由界面破坏转变为纤维表面及皮层破坏。 展开更多

关键词 聚酰亚胺(PI)纤维 等离子体改性 复合材料 界面 环氧树脂

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高刚度混杂碳纤维复合材料的制备与性能 被引量：2

15

作者 高军鹏 王婷婷 +3 位作者 李伟东 蒋诗才 许虎 张宝艳 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期35-40,共6页

以国产高强中模CCF800H碳纤维为基础增强材料,以CCM40J及CCM55J高模量碳纤维为混杂增强体、AC631高温双马来酰亚胺树脂为基体,制备不同纤维比例的面内混杂预浸料。结合热压罐成型工艺,制备并表征五组不同碳纤维混杂比例的复合材料的力... 以国产高强中模CCF800H碳纤维为基础增强材料,以CCM40J及CCM55J高模量碳纤维为混杂增强体、AC631高温双马来酰亚胺树脂为基体,制备不同纤维比例的面内混杂预浸料。结合热压罐成型工艺,制备并表征五组不同碳纤维混杂比例的复合材料的力学性能。根据测试结果,分析了不同混杂复合材料体系的力学性能变化,得到CCF800H/CCM40J(5∶5),CCF800H/CCM40J(4∶6),CCF800H/CCM55J(5∶5)三组典型混杂配比的复合材料体系,均表现出较好的力学性能。这可为飞机复合材料结构件的研制提供参考的基础材料性能数据。 展开更多

关键词 碳纤维 混杂预浸料 复合材料 力学性能

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基于材料特性研究的聚酰亚胺加筋壁板缺陷控制

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作者 荀国立 李跃 +1 位作者 周长庚 林正杰 《航空制造技术》 北大核心 2025年第16期73-78,共6页

针对碳纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料T型加筋壁板典型结构在共胶接成型过程中因挥发分难以排除,导致长桁端头局部蒙皮内部形成孔隙缺陷的问题,开展了材料特性与缺陷控制研究。为在固化反应开始之前实现挥发分排除,利用差示量热扫描(D... 针对碳纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料T型加筋壁板典型结构在共胶接成型过程中因挥发分难以排除,导致长桁端头局部蒙皮内部形成孔隙缺陷的问题,开展了材料特性与缺陷控制研究。为在固化反应开始之前实现挥发分排除,利用差示量热扫描(DSC)技术,确定胶膜和预浸料的固化反应温度区间;分析黏温曲线,胶膜和预浸料在290℃时均处于低黏度状态,可以通过加压排除挥发分;依据对热失重曲线(TGA)的分析,得知胶膜和预浸料在290℃时的挥发分释放率分别为67.94%和88.96%,表明该工艺制度对系统内挥发分具有排除效果。在此基础上,基于对孔隙缺陷成因的分析,提出了长桁端头倒角的缺陷控制方案。结果表明,该方案可以有效减轻纤维屈曲并抑制孔隙缺陷。 展开更多

关键词 航空材料 碳纤维复合材料 聚酰亚胺 加筋壁板 共胶接

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高强度玻璃纤维增强聚合物基复合材料湿热老化机理及力学行为 被引量：1

17

作者 彭睿 司宇飞 +2 位作者 郭妙才 王翔 何玉怀 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期135-142,共8页

相对碳纤维增强聚合物基复合材料,高强度玻璃纤维增强聚合物基复合材料对湿热环境敏感更为强烈,湿热环境容易导致高强度玻璃纤维增强聚合物基复合材料力学性能出现显著下降。本文对两种浸润剂状态的高强度玻璃纤维进行水浸试验和性能试... 相对碳纤维增强聚合物基复合材料,高强度玻璃纤维增强聚合物基复合材料对湿热环境敏感更为强烈,湿热环境容易导致高强度玻璃纤维增强聚合物基复合材料力学性能出现显著下降。本文对两种浸润剂状态的高强度玻璃纤维进行水浸试验和性能试验,获得了高强度玻璃纤维湿热前后的性能数据。通过对两种浸润剂状态的高强度玻璃纤维增强的聚合物基复合材料分别进行吸湿及力学性能试验研究,得到了复合材料典型湿热-时间曲线及典型力学性能数据。并结合宏微观断口图,研究了湿热老化机理和损伤破坏机理。高强度玻璃纤维水浸试验结果表明湿热过程中纤维表面浸润剂溶出使得纤维曝露,进而破坏了其组织结构,导致力学性能下降。高强度玻璃纤维增强聚合物基复合材料拉伸应力—应变曲线在室温干态环境下呈现典型非线性特征,在湿热环境下基本为线性。室温干态下的开孔拉伸载荷-位移曲线在损伤演化过程中具有特殊的“上下振荡起伏”的特点。宏微观断口显示室温环境下基体拉伸破坏模式为主要破坏模式,而湿热环境下下纤维与基体的剪切破坏为首要破坏模式。 展开更多

关键词 聚合物基复合材料 高强度玻璃纤维 湿热老化 力学行为

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石英纤维增强环氧树脂基复合材料的微波吸收设计

18

作者 李学山 礼嵩明 +2 位作者 李勇峰 黄浩 鹿海军 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第23期120-130,共11页

目的实现石英纤维增强环氧树脂基复合材料在低厚度(2~4 mm)下的宽频微波吸收,拓展有效吸收带宽(Effective Absorption Bandgap,EAB)。方法基于阻抗匹配与衰减特性设计出石英纤维增强环氧树脂基功能层及其微波吸收复合材料,并利用超表面... 目的实现石英纤维增强环氧树脂基复合材料在低厚度(2~4 mm)下的宽频微波吸收,拓展有效吸收带宽(Effective Absorption Bandgap,EAB)。方法基于阻抗匹配与衰减特性设计出石英纤维增强环氧树脂基功能层及其微波吸收复合材料,并利用超表面的电磁谐振增强作用进一步提升EAB。结果F1功能层具有良好的阻抗匹配特性与高频谐振特性,F2功能层具有强损耗与低频谐振特性;以F1与F2分别为阻抗匹配层与损耗层,设计出的厚度为2.04 mm的微波吸收复合材料在8.80~16.95 GHz具有≤–10 dB的反射率(Reflection,R),EAB为8.15 GHz,厚度分别为3.06 mm与4.08 mm的微波吸收复合材料也具有良好的宽带吸收性能;超表面的引入能够改善宽频范围内的阻抗匹配,增强微波吸收复合材料的电磁谐振损耗,从而拓展复合材料的EAB,厚度为3.06mm的复合材料的实测EAB由5.69GHz拓展到10.34GHz,且实测反射率变化趋势与设计结果具有一致性,加载超表面后复合材料的力学强度保持率>96%。结论传统材料的微波吸收机制与超表面的阻抗匹配改善与谐振增强机制相结合可以进一步提升复合材料的微波吸收性能,为后续复合材料的高效微波吸收设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 微波吸收复合材料 有效吸收带宽 超表面 反射率

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耐空间辐射环氧树脂基碳纤维增强复合材料制备与性能 被引量：1

19

作者 高军鹏 王婷婷 +3 位作者 许虎 蒋诗才 邓华 张宝艳 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期899-905,共7页

在空间环境中,原子氧辐照、紫外线辐照等空间射线会影响空间结构用复合材料的性能和使用寿命,制备耐空间辐照的复合材料对空间结构的运行安全尤为重要。以具有较高力学性能、较好的工艺性能的耐空间辐射环氧树脂为基体,以T300碳纤维为... 在空间环境中,原子氧辐照、紫外线辐照等空间射线会影响空间结构用复合材料的性能和使用寿命,制备耐空间辐照的复合材料对空间结构的运行安全尤为重要。以具有较高力学性能、较好的工艺性能的耐空间辐射环氧树脂为基体,以T300碳纤维为增强体,采用热熔法制备了单位面积纤维质量为(35±2)g/m^(2)的超薄预浸料。采用超薄预浸料制备耐空间辐射复合材料层合板,表征了复合材料层压板的耐原子氧性能、耐紫外辐照性能和真空逸出等性能。实验结果表明,经5×10^(20)atoms/cm^(2)积分通量的原子氧侵蚀后,复合材料0(°)拉伸强度和90(°)拉伸强度分别下降11%和5.5%,质量损失0.32%。经总剂量为3000 ESH紫外辐照后,复合材料0(°)拉伸强度下降1.6%,90(°)拉伸强度提高14.3%。真空环境下24 h,复合材料的总质量损失(TML)<1%,可凝挥发物<0.1%(材料置于125℃,低于7×10^(-3)Pa)。本文制备的碳纤维增强复合材料具有优异的耐空间辐照性能,保持了较高的力学性能,可作为航天大型空间结构用复合材料。 展开更多

关键词 空间结构 复合材料 力学性能 耐空间辐照

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导电颗粒改性高韧性复合材料的层间结构和雷击损伤特性

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作者 郭妙才 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第9期28-36,共9页

新一代抗雷击结构复合材料的目标是使复合材料在保持优异力学性能的同时,具备良好的抗雷击性能。将两种微米级导电颗粒引入一种具有较高厚度层间的航空级高韧性复合材料中,研究了导电颗粒对短梁强度、导电性和雷击损伤的影响。结果表明... 新一代抗雷击结构复合材料的目标是使复合材料在保持优异力学性能的同时,具备良好的抗雷击性能。将两种微米级导电颗粒引入一种具有较高厚度层间的航空级高韧性复合材料中,研究了导电颗粒对短梁强度、导电性和雷击损伤的影响。结果表明:长棒状镀镍碳纤维粉末在层间形成较好的导电通路,复合材料厚度向电导率提高了361倍,达到了0.622 S/cm,对短梁强度影响较小;镀银四针氧化锌在层间形成与碳纤维层接触较差的导电带,厚度向电导率仅提高了39.6倍,短梁强度较低,但仍显著优于碳纳米管涂层层间改性的复合材料性能。导电改性显著减少了雷击损伤面积和深度,提高了损伤区域的弯曲强度保持率。由于层间厚度大,纤维间导电接触少,损伤受厚度向电导率影响大,雷击损伤均主要为层间树脂击穿或烧蚀造成的大面积分层,明显不同于具有小厚度层间结构的复合材料以小面积烧蚀为主的损伤特征。 展开更多

关键词 复合材料 雷击 电性能 导电填料 损伤行为

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