橡胶辅助增压在非热压罐成型工艺中的应用研究

目的 针对蒙皮带筋典型构件,在容易产生孔隙的加强筋底部放入橡胶增压,以优化应力场、减小孔隙缺陷。方法 针对CFRP固化成型制度,进行红/蓝2种橡胶模量、热膨胀系数测试及双马树脂流变测试。基于材料测试数据及预浸料固化特征建立了固化前中后3类数值仿真模型,以对比不同橡胶在不同固化时期的增压效果。结果 在固化前期,红、蓝橡胶均有增压作用,可使加强筋底部应力提高约5倍;在固化中期,红橡胶有显著增压作用,可使加强筋底部应力提高约9倍并改善应力梯度;在固化后期,橡胶难以发挥增压作用。结论 红橡胶可显著发挥增压作用,有效解决加强筋固化成型前中期底部应力不足的问题;在CFRP固化前期,热膨胀系数是影响热应力的主要因素,在固化后期,模量为主要因素。通过对比多组仿真数据,明确了最优增压材料及最主要的材料属性,为解决OOA成型局部压力不足的问题提供了指导方向。     

化学镀镍中黄铜脱锌的研究

通过对黄铜结构、杂质的影响及电子分布规律的理论分析认为：黄铜中存在明显的“电子均分”趋势,结果一方面合金中的铜锌与单质铜锌相比,有一些性能的改变;同时保证了整个黄铜的稳定性,也限制了黄铜中的锌在镀液中的渗出。     

一种玻纤/环氧-Nomex蜂窝夹层复合材料制备工艺与性能研究

以玻纤增强环氧预浸料、阻燃环氧结构胶膜和高密度Nomex蜂窝芯通过共固化工艺制备了夹层结构复合材料板,并对其进行了相关性能研究。通过分析预浸料蒙皮和胶膜中环氧树脂基体流变特性,以及研究共固化过程中的固化压力和升温制度对所制备夹层板力学性能的影响关系,制定出了适宜的复合材料成型工艺制度。结合上述研究成果,进一步对采用不同面重胶膜和铺层结构制备出的夹层板进行了性能测试,考核结果表明:胶膜用量的增加可以明显提高Nomex蜂窝夹层板的滚筒剥离强度和长梁弯曲性能,而对平面压缩性能影响较小,但会明显降低复合材料的整体阻燃和烟毒性能;此外,对称铺层结构的材料整体结构稳定性明显优于非对称铺层结构。     

中温固化阻燃结构胶膜流变特性与蜂窝粘接性能

研究了用于蜂窝夹层结构粘接的阻燃结构胶膜的化学流变特性与蜂窝粘接性能。通过流变仪研究了胶膜固化过程中化学黏度的变化,考察了固化反应(温度、时间)、阻燃剂、增韧剂对体系化学流变特性的影响。分析了流变特性和胶瘤形成在蜂窝夹层结构粘接过程中的作用,并测试了蜂窝夹层结构的剥离和平面拉伸性能。结果表明:阻燃剂的加入使得体系100℃前的黏度有所升高,固化活性略有降低,最低黏度温度从112℃推迟到120℃;加入增韧剂后的胶黏剂的黏度显著提高,制备的阻燃胶膜最低黏度在50Pa.s左右,固化过程中具有适宜的流动性和胶瘤形状,固化后具有较高的滚筒剥离强度和平面拉伸强度。     

低烟低毒型阻燃酚醛复合材料的制备与性能表征

从分子水平上研究了固化工艺对酚醛/玻纤复合材料(GRPC-1)基体结构和抗冲击性能的影响,探讨了酚醛基体和阻燃添加剂在燃烧过程中的成分结构演变与阻燃机制。在此基础上通过酚醛结构与配方设计及制备工艺优化,制备出一种兼具低烟低毒性能和良好抗冲击性能的GRPC-1,燃烧4 min时的烟密度Ds值为5,CO的释放浓度为2.75×10-4,无HCN、HF、HCl、SO2、NOx等有毒有害气体释放,抗冲击强度达到25.6 m˙N。结果表明,GRPC-1的烟密度和毒性气体释放性能达到进口材料(Cycom2290/7781)实测水平。     

自黏附型酚醛树脂流变特性及其预浸料与Nomex蜂窝芯共固化黏接性能

采用流变仪研究了固化反应温度、时间以及增韧剂和增稠剂加入量对酚醛树脂流变特性的影响,并测试了玻璃纤维增强酚醛预浸料与Nomex蜂窝芯共固化成型后玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接性能。结果表明:改性后酚醛树脂在高温时的黏度提高较多,流动性得到了有效改善,所得预浸料与Nomex蜂窝芯的界面黏接明显增强,并且当增韧剂和增稠剂的加入量与纯酚醛树脂的质量比分别为5%和3%时,所制备出的夹层板的滚筒剥离强度达到15 N·mm/mm以上,改性后酚醛树脂及其预浸料具有了一定程度的自黏附特性。此外,在共固化工艺中采用合适的升温制度,可以进一步提高玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接强度。      

连续碳纤维增强阴离子聚酰胺6热塑性复合材料的制备与性能

采用树脂传递模塑工艺(RTM)制备了阴离子聚酰胺6树脂和连续碳纤维(CF)增强阴离子聚酰胺6(APA6)热塑性复合材料,研究了催化剂配比对APA6树脂转化率、结晶度和力学性能的影响。进一步探讨了纤维体积分数对连续CF/APA6复合材料力学性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的拉伸断裂形貌。结果表明,APA6树脂转化率和结晶度随着催化剂比例增大而降低;当纤维体积分数为40%时,连续CF/APA6复合材料的拉伸强度和弹性模量最高分别达到493 MPa和60 GPa;SEM分析表明,继续增加纤维体积分数(>40%),APA6树脂基体在碳纤维中的浸润性变差,弱化的界面使增强体作用难以发挥。     

碳纤维截面特性对碳纤维/环氧树脂复合材料压缩强度的影响

基于压拉平衡为特征的新一代先进复合材料的需求,开展了碳纤维截面形状和尺寸对碳纤维/环氧树脂复合材料压缩强度的影响研究。有限元模拟和试验结果均表明,增大碳纤维直径可以提高复合材料压缩强度。另外碳纤维截面形状也对复合材料压缩强度有影响,圆形截面优于椭圆形截面。