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含氟聚醚醚酮改性环氧树脂形状记忆性质的动态热力学机理研究

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.4.013

使用动态力学分析仪(DMA)、扫描电子显微镜(SEM)对具有形状记忆的含氟聚醚醚酮(6F-PEEK)改性环氧树脂的动态热力学行为和组分之间的相分离形貌进行了研究.动态力学-温度谱图表明,在130℃和223℃存在两个内耗峰,分别对应6F-PEEK和环氧树脂的玻璃化转变温度.具有较低玻璃化转变温度的6F-PEEK充当可逆相,具有较高玻璃化转变温度的环氧树脂充当固定相.材料在变形时,6F-PEEK的能量变化主要是熵的变化,而环氧树脂主要是内聚能的变化.熵值增大和内聚能的释放是材料完成形状记忆过程的驱动力.随6F-PEEK含量的增加,动态力学-温度谱图上的内耗峰的强度增加,表明在变形温度下有更多的6F-PEEK分子链段发生运动,材料的弯曲变形幅度增大.

关键词: 热力学 , 链段运动 , 变形温度 , 形状记忆

间隙率对平纹及三轴向织物复合材料弹性性能的影响

高军鹏 , 白江波 , 邓华 , 益小苏

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.05.005

采用有限元分析方法研究了间隙率对平纹及三轴向复合材料叠层弹性性能的影响.首先,根据平纹织物复合材料几何构型和基本参数,建立了平纹织物复合材料的面密度和单胞边长与间隙率之间的关系;然后,建立了平纹织物复合材料的拉伸、压缩和剪切有限元模型,利用该模型分析了间隙率对其弹性性能的影响;最后,分析了间隙率对平纹织物复合材料与三轴向织物复合材料叠层弹性性能的影响.研究发现,平纹织物复合材料的比拉伸模量和比压缩模量随其间隙率的增加而略微增加,比剪切模量随其间隙率的增加减小,平纹织物复合材料与三轴向织物复合材料叠层的等效模量极曲线平纹织物复合材料的间隙率的增加而极性减弱.

关键词: 平纹织物复合材料 , 三轴向织物复合材料 , 间隙率 , 弹性性能 , 等效模量 , 极曲线

间隙率对三轴向机织复合材料弹性性能的影响

白江波 , 熊峻江 , 高军鹏 , 益小苏

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.03.003

采用有限元分析方法研究了间隙率对三轴向机织复合材料弹性性能的影响.首先,根据三轴向机织复合材料几何构型和基本参数,建立了三轴向机织复合材料的面密度和单胞特征边长与间隙率之间的关系;然后,建立了三轴向机织复合材料的有限元模型,利用该模型预测了拉伸、压缩和剪切刚度并与文献的实验结果进行了对比,证明了模型的有效性;最后,分析了间隙率对弹性性能的影响.研究发现,拉伸、压缩和剪切刚度随间隙率的增加而显著下降,而比刚度和泊松比随间隙率的增加变化较小.

关键词: 三轴向机织复合材料 , 间隙率 , 弹性性能 , 拉伸刚度 , 压缩刚度 , 剪切刚度 , 比刚度

形状记忆纤维增强复合材料的制备与性能研究

高军鹏 , 邓华 , 何先成 , 张晨乾 , 安学锋 , 益小苏

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.z1.028

以具有形状记忆特性的改性环氧树脂为基体,通过对其进行纤维增强,制备了一种具有形状记忆特性的炭纤维复合材料.动态机械力学分析(DMA)结果表明,材料具有两个玻璃化转变温度,分别是132℃和223℃.材料的热变形温度确定为两个玻璃化转变温度之间,150℃.在此温度下,可实现材料的变形与回复.材料的形状记忆固定率和形状回复率分别为96-99％和100％,材料的形状回复时间在10分钟之内.

关键词: 形状记忆 , 复合材料 , 变形 , 回复

一种形状记忆环氧树脂体系的制备与性能研究

何先成 , 高军鹏 , 邓华 , 安学锋 , 益小苏

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z1.021

通过自制组分PX改性环氧树脂制备了一种具有形状记忆性质的热固性树脂体系.材料在160℃下可弯曲180°,将材料冷却到室温并撤去外力后,其形状固定率为970％～100％.当再次升温到160℃时,材料可完全回复至初始状态,回复时间在4～6min之间.此外,还研究了循环次数和变形温度对材料形状记忆性质的影响.

关键词: 环氧树脂 , 动态热力学性能 , 形状记忆效应

环氧树脂基形状记忆复合材料的制备与性能

何先成 , 高军鹏 , 安学锋 , 益小苏

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.6.008

以自制的形状记忆环氧树脂为基体,CCF300级碳纤维U-3160织物为增强材料,采用真空袋成型工艺制备形状记忆复合材料,分析碳纤维含量对复合材料的形状记忆性能的影响.结果表明,当碳纤维含量为0％～ 50％时,随着增强体碳纤维含量的增加,复合材料的形状固定率由98％降至91％,形状回复率也由98％降至91％.在有限次的循环实验中,循环次数对形状固定率和形状回复率没有明显的影响.

关键词: 环氧树脂 , 复合材料 , 形状记忆效应

形状记忆复合材料用环氧树脂基体的制备与性能

邓华 , 高军鹏 , 益小苏

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.04.009

通过引入含柔性分子链的环氧树脂到普通双酚A型环氧树脂中制备得到了一类形状记忆复合材料用环氧树脂体系,研究了其形状记忆、工艺和力学性能.记忆性能测试表明形状固定率和形状回复率均在98％以上;流变性能分析表明其黏度特性适用于复合材料液态成型工艺;树脂的拉伸性能与同等耐温等级的结构型树脂相当;简支梁冲击强度分析表明树脂体系在室温和-80℃下的冲击强度分别大于89和30 kJ/m2,具有较好的韧性.

关键词: 环氧树脂 , 形状记忆复合材料 , 液态成型