碳纤维复合材料运动器械领域材料制备及性能研究

随着经济的发展,体育运动已经成为人们生活中重要的一部分,因此人们对运动器械的要求也越来越高。随着科技的发展,越来越多的新材料开始应用于运动器械制造中,如石墨烯镁基复合材料、纳米碳材料、碳纤维复合材料等都因其具有的特殊性能而被应用于运动器械领域中。文章介绍了碳纤维复合材料及其性能;从缠绕成型技术、横压成型技术、热压罐工艺、真空袋压工艺等方面分析了碳纤维复合材料的制备工艺;最后从质量轻便、力学性能优异等方面阐释了碳纤维材料在运动器械中的应用优势。     

短碳纤维增强聚丙烯复合材料性能的研究

本文研究了单螺杆挤出机加工短碳纤维增强聚丙烯复合材料（ＣＦＲＰＰ）的性能。结果表明，经表面处理的短碳纤维与ＰＰ复合，得到的材料其拉伸强度、冲击强度和热变形温度有明显提高，成型收缩率显著减小、电性能与半导体相近。本文还结合拉伸断面的电镜照片，比较分析了表面处理前后短碳纤维增强ＰＰ复合材料力学性能的变化。     

短切CF增强TPEE热塑性复合材料的注射成型及力学性能研究

以热塑性聚酯弹性体(TPEE)为基体材料,8 mm短切碳纤维(CF)为增强材料,制备CF/TPEE复合材料。材料通过双螺杆挤出系统混合塑化、挤出造粒后,再经过注塑成型制备成标准拉伸试样,通过力学性能测试及微观结构观察,系统研究了碳纤维含量和等离子表面处理对CF/TPEE复合材料拉伸性能的影响。结果表明,当碳纤维含量为20%时,CF/TPEE复合材料的拉伸强度最大,为39.08 MPa;相比于纯TPEE,其拉伸强度提高了217%;经过等离子表面处理后,拉伸强度进一步提高了5%。结合拉伸后断面的SEM图发现,注塑试样表层碳纤维取向度高,而近中区和中心层取向度相对较低,这是注射CF/TPEE复合材料拉伸性能提高效应不明显的主要原因。     

健身器械用碳纤维复合材料成型与性能研究

研究了模压温度、模压压力和模压时间对健身器械用碳纤维/聚碳酸酯复合材料宏观形貌、0°和45°方向拉伸性能和冲击性能的影响。结果表明,随着模压温度的升高,碳纤维/聚碳酸酯复合材料的拉伸强度和冲击功呈现先增加而后减小的特征,在模压温度为240℃时取得最大值;随着模压压力的升高,碳纤维/聚碳酸酯复合材料在0°和45°方向的拉伸强度都呈现先增加而后减小的特征,当模压压力为6MPa,碳纤维/聚碳酸酯复合材料具有最佳拉伸强度和冲击韧性结合。随着模压时间的延长,碳纤维/聚碳酸酯复合材料在0°和45°方向的拉伸强度都呈现先增加而后减小的特征,在模压时间为10min时取得最大值。碳纤维/聚碳酸酯复合材料的适宜的模压成型工艺参数为:模压温度240℃、模压压力6MPa、模压时间10min。     

一种装饰用碳纤维复合材料锻造成型新工艺及拉伸性能研究

为了提升室内设计中碳纤维复合材料的拉伸性能,提出一种锻造成型的新工艺。研究了模压压力、加压温度、固化温度、保温时间等参数对碳纤维复合材料拉伸性能的影响。结果表明,随着模压压力、加压温度、固化温度、保温时间增加,碳纤维复合材料的拉伸强度和标准化拉伸强度先增大后减小;适宜的碳纤维复合材料的成型工艺参数为：模压压力为10 MPa、加压温度110℃、固化温度140℃、保温时间30 min;碳纤维复合材料拉伸过程中主要有3种破坏形式：纤维拔出、树脂断裂和内聚破坏,最佳工艺参数下碳纤维复合材料的断裂方式为内聚破坏。     

碳纤维管状复合材料力学性能分析及测试方法优化

随着复合材料及其相关技术的不断发展,碳纤维复合材料在航空航天、生物化工、医疗等领域应用更加广泛.对碳纤维复合材料力学性能测试现状进行了解读,以碳纤维管为例,选择WDW-100型万能试验机对其拉伸和压缩性能进行测试和分析.由于碳纤维管状复合材料直径不同和试验机测量范围有限,对其力学性能测试方式进行了优化,以期提升对此类复...     

PP/碳纤维复合材料力学性能的研究

综合考虑碳纤维材料的加工适应性以及对基体力学性能改善的能力,分别选取了短切碳纤维和碳纤维粉末作为增强相,比较了它们对于PP的增强效果以及加工的难易,通过测定拉伸性能和冲击韧性考察了短切碳纤维的含量以及碳纤维粉末的含量对各自复合材料力学性能的影响。结果表明,随着碳纤维含量的增加,两种复合材料的冲击韧性以及拉伸性能都呈先增加后减小的趋势,短切碳纤维作为增强相对于基体树脂的力学性能增强效果更为显著,碳纤维粉末作为增强相的复合材料加工适应性强,性能更加稳定,该研究对碳纤维制品的实际注塑生产具有十分重要的意义。     

热压成型和注塑成型CF/PP复合材料的力学性能对比

通过热压成型和注塑成型2种不同加工方法制备了碳纤维(CF)/聚丙烯(PP)导电复合材料,对比了2种复合材料的力学性能,结果表明注塑成型的CF/PP具有较高的拉伸强度和弹性模量。结合扫描电子显微镜观察,分析了这2种加工方法对CF/PP复合材料的微观结构和力学性能的影响。     

碳纤维织物引入体育器材成型技术及力学性能研究

碳纤维织物在体育器材领域具有广泛的应用前景，针对不同成型轮廓的体育器材，选用合适的纤维取向织物将有助于实现产品成型特性的优化。基于此，简单介绍了体育器材用碳纤维织物的几种常见成型技术，如模压成型、RTM成型与挤压成型等。再以体育器材中常用的碳纤维织物T3OO-3K平纹布料为试验对象，设计了单轴拉伸、双轴拉伸以及方盒冲压试验，分析研究其拉伸性能与冲压性能，总结碳纤维织物在成型过程中的力学行为与变形机理。     

碳纤维复丝拉伸性能测试影响因素研究

碳纤维作为增强材料使用时,其复合材料的力学性能很大程度上取决于碳纤维本身的力学性能,因此准确表征碳纤维的拉伸强度、拉伸模量等力学性能对其后续研究、生产和应用具有重要作用。根据标准GB/T 3362—2017、ASTM D4018—17以及ISO 10618:2004(E)中的规定,并结合实验室碳纤维拉伸测试积累的数据结果,测定T300B、T700SC及T800HB 3种碳纤维浸胶复丝的拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率,确定最佳测试条件。结果表明:在2 mm/min及5 mm/min的拉伸速率下,T300B、T700SC及T800HB碳纤维复丝拉伸强度和拉伸模量测试值接近真实值;应变区间为0.3%～0.6%时测出的拉伸模量值接近T300B、T700SC及T800HB碳纤维复丝的真实值。     

加工条件对PP/芳纶复合材料横向拉伸性能的影响

对单向聚丙烯／芳纶纤维复合材料的横向拉伸性能进行了研究，讨论了压制时间、成型温度、成型压力，以及芳纶纤维的体积含量等对复合材料体系横向拉伸强度的影响。结果发现，随着压制时间、成型温度的增加，复合材料体系的横向拉伸强度提高；随成型压力的提高，复合材料的横向拉伸强度先升后降。此外，复合材料的横向拉伸强度随着芳烃纤维体积含量的增加而大幅度降低。     

乒乓球拍用复合材料的成形工艺与性能研究

研究了成型温度和成型压力对兵乓球拍用碳纤维复合材料弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的弯曲强度和弯曲模量都呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得弯曲强度和弯曲模量最大值。随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的拉伸强度呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得拉伸强度最大值,为1.71GPa。碳纤维复合材料适宜的成型工艺为:成型温度380℃、成型压力4.7MPa。     

碳纤维湿法缠绕用环氧树脂基体研究

以TDE-85树脂和AFG-90树脂为主体树脂,混合芳香胺为固化剂,研究了一种适合于碳纤维复合材料湿法缠绕成型的树脂配方。结果表明,该树脂的黏度低(＜550 mPa·s)、适用期长,其浇铸体具有优异的力学性能,其拉伸强度为107 MPa,拉伸模量为4．09 GPa,弯曲强度为161 MPa,弯曲模量为3．88 GPa,断裂伸长率超过6%。用其制备的T-700碳纤维缠绕复合材料界面粘接好,NOL环层间剪切强度达到66．8 MPa,拉伸强度达到2．44 GPa。     

体能训练器械引入改性碳纤维复合材料的性能测试研究

采用分子沉淀法在碳纤维表面接枝碳纳米管进行改性，制备了体能训练器械用碳纤维复合材料。对比分析了未改性和接枝改性碳纤维及其复合材料的显微形貌、拉伸性能和冲击性能。结果表明，碳纤维在接枝表面改性后，表面形成了含O和含N的官能团，且随着接枝层数增多，碳纤维表面接枝CNTs逐渐增多，未发生明显团聚。改性碳纤维的单丝拉伸强度、界面剪切强度会得到不同程度提高；经过接枝改性处理后，改性碳纤维复合材料的碳纤维复合材料的冲击形成功、裂纹扩展功和总冲击功都有不同程度提高，且随着接枝改性层数的增加，改性碳纤维复合材料的碳纤维复合材料的冲击形成功、裂纹扩展功和总冲击功都逐渐增大。接枝改性处理有助于提升碳纤维单丝和复合材料的力学性能。     

复合理论预测国产碳纤维复合材料筋拉伸强度的离散性研究

采用经典复合材料混合率公式[σ]=σfVf+σm(1-Vf)预测国产碳纤维复合材料(CFRP)筋拉伸强度与实测值存在较大误差。本文通过大量实验分析,分别研究复合材料界面粘结性不同,碳纤维、树脂力学性能、体积含量不同,以及复合材料宏观尺寸、形貌差异等对国产CFRP筋拉伸强度及其预测值的离散性影响规律,并对影响因素进行评价。综合试验数据,提出CFRP筋轴向拉伸强度混合率公式修正因子。     

中温固化树脂基体的研究

MED—1树脂基体基本能满足中温固化成型工艺要求。浇注体具有较高的拉伸强度,优异的抗断裂韧性。该基体与E—玻璃纤维、碳纤维等增强材料粘接性好,复合材料成型工艺简便;单向复合材料的力学性能、热强度保持率及湿热强度保持率都比较高。     

碳纤维布增强聚苯硫醚复合材料的性能研究

研究碳纤维布的含量、表面处理方法及填料等对聚苯硫醚复合材料性能的影响。结果表明，随着碳纤维布含量的增加，复合材料的拉伸强度、冲击强度提高；碳纤维布经过表面处理后与聚苯硫醚的粘接强度大大提高，其中用丙酮浸泡的效果好于高温热处理；填料硅灰石经偶联处理后加入复合材料中，可提高材料的力学性能和耐热性。     

不同的表面处理对针织碳纤维复合材料的影响分析(英文)

纤维复合材料已经研究了数十年了。他们有着比传统材料,如钢材,优秀的多的力学性能。然而,由于相对较低的产量,梭织、编织与其3D纤维结构的复合材料被认为较难大量生产。因此,近年来,针织物在复合材料界获得了较高的关注,它的高度可塑性使针织复合材料可以直接生产制造成各种复杂形状的复合材料如管状、圆锥型等,使得材料的浪费可以降到了最低。本文使用了有表面处理和没有表面处理的纬编平针碳纤维制成复合材料。对两种复合材料的经向和纬向分别做了拉伸试验。结果显示:有表面处理的材料具有更好的拉伸性能,尤其是在wale方向上,有表面处理的复合材料比没有表面处理的复合材料的拉伸强度提高75.68%。     

碳纤维改性HA/PMMA生物复合材料力学性能的研究

采用原位合成与溶液共混相结合的方法,制备了短切碳纤维增强纳米羟基磷灰石(HA)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)生物复合材料。研究了碳纤维的含量和长度对HA/PMMA复合材料结构和力学性能的影响。采用万能材料试验机和扫描电子显微镜对复合材料的力学性能及断面的微观形貌进行了测试和表征。结果表明:碳纤维在HA/PMMA复合材料中分布均匀,有效提高了复合材料的力学性能;碳纤维含量为4%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和弹性模量等均达到最大值;复合材料的断裂伸长率随碳纤维含量的增加而减小;当碳纤维含量一定时,随其长度的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均增加,但断裂伸长率降低。     

碳纤维／玻璃纤维混杂复合材料性能研究

以玻璃纤维毡和玻璃纤维布为夹芯材料、碳纤维为表层材料，制备了混杂纤维增强复合材料，测试了在不同碳纤维含量和不同碳纤维辅层方向时增强复合材料的纵向拉伸强度 和冲击强度等力学性能。结果表明：该杂方式经济且有效。