吴玉霞
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朱姝
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徐英凯
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景鹏展
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余木火
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詹亚歌
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杨洋
高分子材料科学与工程
纺织结构碳纤维增强尼龙6 (CFF/PA6)复合材料的力学性能优于短、长纤增强材料,但成型加工较困难.文中提出一种基于碳纤维(CF)表面改性的CFF/PA6成型方法,研究了多种CF表面改性处理法及模压成型压力对材料力学性能的影响.发现在氮气氛围中400℃高温处理4h可有效去除CFF表面浆料,通过饱和的尼龙/甲酸溶液处理24 h可使CF表面活化、与PA6形成氢键,并使PA6以黏度较低的溶液状态渗透CFF丝束内部,孔隙率从8.05％降至0.81％.进而采用薄膜叠层模压法制备CFF/PA6,在250℃,2.5～3.0 MPa下加载10 min,所得材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别达到464.48 MPa,698.47 MPa和95.3 kJ/m2,较未经表面处理的材料提高40％ ～50％.利用扫描电子显微镜可以看到,所制备的复合材料具有良好的基体-增强体浸润性和较强界面.
关键词:
纺织结构碳纤维
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尼龙6
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复合材料
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力学性能
贾文品
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周金利
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余木火
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韩克清
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朱姝
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程超
玻璃钢/复合材料
环氧树脂是高性能纤维增强复合材料中应用最广泛的热固性基体树脂之一,但是环氧树脂固化后交联密度高、内应力大、质脆、耐疲劳性与耐冲击性差等不足在很大程度上限制了它在一些高技术领域的应用.利用聚醚砜(PES)对环氧树脂(E51)进行增韧改性,利用热熔法制备不同PES含量的PES/E51体系,加入E100固化剂制备成浇注体.利用热台偏光显微镜观察PES在E51中的溶解情况,采用拉伸、冲击等力学性能评价不同PES含量PES/E5 1/DETD浇注体的力学性能,利用热台偏光显微镜研究体系的相分离过程,采用扫描电子显微镜(SEM)观察固化后树脂体系的相分离情况.结果表明,PES与E51树脂具有良好的相容性,PES的加入可有效改善固化树脂的力学性能,相对于未固化环氧树脂,加入15wt％ PES的浇注体拉伸强度和冲击强度分别提高了1.3倍和2倍,并且浇注体固化过程中出现相分离现象,15wt％ PES的浇注体出现双连续相结构,使得力学性能表现出最优化.
关键词:
聚醚砜
,
环氧树脂
,
力学性能
,
相分离
景鹏展
,
朱姝
,
余木火
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袁象恺
,
刘卫平
,
姜正飞
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.03.004
碳纤维织物增强聚苯硫醚(CFF/PPS)复合材料是重要的热塑性航空复合材料,其难点为提高碳纤维(CF)与基体的浸润性及界面强度.探讨了CF表面修饰对CFF/PPS界面结合强度的影响,对比了热处理去浆及三种表面修饰剂对碳纤维单丝及CFF/PPS复合材料的改性效果.采用X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、单丝强度测试、复合材料静力学测试和动态力学分析等手段对CF表面修饰效果进行评价,建立了基于CF表面修饰制备高性能CFF/PPS热塑性航空复合材料的方法.制备的复合材料层间剪切强度达91.4MPa,弯曲强度953.7MPa,拉伸强度797.4MPa,模量68.4GPa,冲击强度58.3kJ/m2,用SEM观察到CF表面包覆大量PPS树脂.
关键词:
碳纤维织物
,
聚苯硫醚
,
表面修饰
,
界面结合强度
李丙鹏
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孙泽玉
,
陶雷
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丁小马
,
朱姝
,
余木火
材料开发与应用
研究了不同冲击方向下复合材料的冲击力学性能,设计不同纤维布料裁剪方式并分析原材料的使用率,设计易于铺层操作以及产品脱模的三片式模具,优化热压罐成型工艺,并进行了车轮冲击测试.结果表明,冲击测试时的冲击方向对复合材料的冲击性能有较大影响,相较于垂直于铺层方向的冲击性能,冲击方向平行于铺层方向的复合材料冲击性能更高,产品铺层中应根据冲击工况进行优化铺层设计;采用合适的裁剪结构设计提高了操作便利性,并且使材料利用率达到83.8％,大大节约了材料成本;采用优化热压罐成型工艺制备的复合材料轮毂在冲击静载荷为600 kg的13°冲击测试中未出现断裂情况,满足汽车车轮冲击测试的装车要求.
关键词:
碳纤维复合材料
,
轮毂
,
铺层设计
,
冲击性能
陶雷
,
韩克清
,
孙泽玉
,
高洪平
,
朱姝
,
余木火
材料开发与应用
研究了T700碳纤维/玻璃纤维、T700碳纤维/玄武岩纤维不同纤维配比混杂材料的层合板拉伸性能.结果表明,混杂纤维层合板的拉伸性能随着碳纤维含量提高而提高;高断裂位移的纤维可以提高混杂纤维复合材料的断裂伸长率.复合材料模量混杂公式得到的理论值与实际测量值比较接近;加入玻璃纤维或玄武岩纤维可以提高复合材料的韧性,同时节省成本.
关键词:
混杂纤维
,
复合材料
,
增韧
,
低成本
