杜邦公司的Kevlar 129

在第34届国际SAMPE年会上,杜邦公司推出了Kevlar 129有机纤维。与Kevlar 29相比,Kevlar 129性能有了大幅度的提高。Kevlar 129的密度为1.44g/cm~3;断裂强度238.5g/T,相当于3379MPa;模量6795g/T,相当于96GPa;断裂延伸率为3.3%。Kevlar129比Kevlar29的断裂强度提高了约15%,模量则提高了约42%。除此以外,     

几种特种纤维的热水老化及性能研究

在25℃,50℃和96℃的热水中,对Kevlar29纤维、Kevlar49纤维和PBO纤维分别进行了吸水老化实验,测定了吸水率和拉伸断裂强度与热水老化条件(即温度和时间)的关系,通过FTIR图谱分析了纤维在吸水过程中可能发生的化学结构变化,通过SEM观察了热水老化导致的纤维表面微观形貌变化,讨论了纤维的吸水机理。     

碳纤维/凯夫拉纤维混合复合材料的性能

为了全面研究碳纤维/凯夫拉纤维混合复合材料的性能,日本东丽公司系统地对不同混合配比的复合材料的抗拉强度和模量、抗压强度和模量、抗弯强度和模量以及层间剪切强度进行了测定。碳纤维采用 T300-3000-50A,凯夫拉纤维采用 Kevlar49 T968-14200,采用8H 缎纹编织,经向与纬向每25毫米各有25束,     

纳米压痕技术表征T800碳纤维的弹性模量和硬度

利用纳米压痕技术对T800SC碳纤维不同取向(纤维轴向与纳米压痕测试面成θ夹角)的弹性模量和硬度进行了测试,结合Weibull分布函数对T800SC碳纤维不同取向的弹性模量和硬度进行统计分析。结果表明:随着测试面与纤维轴向夹角的增大,T800SC碳纤维的弹性模量和硬度逐渐增大。T800SC碳纤维的弹性模量从平行纤维轴向时的(15.84±2.00)GPa增加到垂直纤维轴向时的(50.96±5.73)GPa;T800SC碳纤维的硬度从平行纤维轴向时的(2.71±0.51)GPa增加到垂直纤维轴向时的(5.24±0.91)GPa。对于纤维不同取向的弹性模量,其Weibull模数在9.0~10.5;对于纤维不同取向的硬度,其Weibull模数在6.0~8.0。     

Kevlar织物NH_3等离子体表面改性研究

采用NH3等离子体对Kevlar-49 S500织物进行了表面改性,处理工艺条件为74.9Pa/113W/14.3分钟.研究结果表明改性后的Kevlar-49 S500织物增强的3234环氧树脂复合材料层间剪切强度提高了26.6%,T型剥离强度提高了22.9%;改性后的纤维表面粗糙度明显增大,与水的接触角降低;T-剥离试样断口的微观分析发现Kevlar纤维/3234环氧界面的破坏方式为纤维本体破坏.     

芳纶14、芳纶1414和Kevlar49的结构鉴定和性能分析研究

本文采用红外光谱(IR)、水解分析、X射线衍射技术(XRD)、热重分析(TGA)、热机械分析(TMA)、示差扫描量热(DSC)、热物理性能和力学性能测试分析等方法,对芳纶14、芳纶1414和Kevlar49进行结构鉴定和性能检测,并对结果进行了分析研究。结果表明,芳纶1414相当于美国Kevlar49,力学性能也比较接近,芳纶1414的热物理性能略优于芳纶14,热性能也比芳纶14好。芳纶14、芳纶1414和Kevlar49的取向度分别为0.97、0.95和0.96。     

空间时代材料工艺的新进展：（Ⅰ）新型Kevlar纤维及复合材料

本文是“空间时代材料工艺的新进展”的第一部分,主要介绍1988、1989年Kevlar纤维及其复合材料取得的新进展。包括:Kevlar纤维的历史回顾;两种新型Kevlar纤维——Kevlar149和Kevlar129;Kevlar纤维复合材料的燃烧性和抗火焰穿透性以及Kevlar纤维复合材料的寿命。     

催化法碳纤维的X射线相分析

国产催化法碳纤维是将聚丙烯腈纤维经过四氯化锡处理后,再经空气中预氧化和碳化剂制成。纤维中含碳量在80—86%(重量),含锡量在10%(重量)左右。催化法使预氧化及碳化时间大为缩短,但锡的存在使纤维比重加大,试验证明锡不影响碳纤维的力学性能。催化法碳纤维的d_(002)与氧化法的不同,微晶较厚,纤维较为柔软,利于编织。锡在纤维中的作用尚不十     

一种新型有机纤维——Twaron HM纤维性能测试分析

本文对一种新型芳香族有机纤维TwaronHM的性能进行了全面的测试分析,包括强度、模量、断裂延伸率、平均线膨胀系数、导热系数、比热、DSC分析、TGA分析、X射线衍射分析和SEM分析,并与Kevlar49纤维进行了全面对比。     

芳纶纤维及其复合材料的最新进展

芳纶纤维具有密度小、抗拉强度高、抗拉模量较高、耐曲折、耐疲劳等性能。自70年代初,美国杜邦公司开发了凯夫拉-29和凯夫拉-49纤维以来,荷兰、日本、前苏联和我国也开发了这种有机纤维。近年来,新品种相继问世。如超高强型凯夫拉-129的抗拉强度比29型提高20％,更具有韧性,主要用于航天工业制作结构复合材料构件;高模型凯夫拉-149的抗拉模量比49型提高40％,而吸水率只有49型的25％～30％,适用于直     

国产CCF700-12K碳纤维及其复合材料的性能研究

文摘以某重要型号产品高强碳纤维材料国产化为研究背景,开展了CCF700-12K碳纤维及其复合材料力学性能、耐空间环境性能以及热性能研究。结果表明,国产CCF700-12K碳纤维拉伸强度为4 706 MPa,拉伸模量为268 GPa;CCF700-12K/F46复合材料单向板拉伸强度为1 958.8 MPa,拉伸模量为144.79 GPa;CCF700-12K碳纤维的力学性能优异,工艺性能稳定,能够满足复合材料结构工程应用要求。     

TEXTRON碳化硅纤维

美国TEXTRON特种材料公司在1989年第3(?)届SAMPE年会上推出低成本碳芯碳化硅纤维,专门用作金属基复合材料的增强剂。与日本碳素的“NICALON”碳化硅纤维相比,“TEXTRON”碳化硅纤维的抗拉强度约提高了20%。达3450MPa,抗拉模量提高了1倍,达400GPa。“TEXTRON”碳化硅纤维的直径为140μm,以6061铝合金为基体,含48%体积比的“TEXTRON”碳化硅纤维,用热压法制成的碳化硅/铝复合材料,0°方向抗拉强度     

含钛碳化硅纤维的研制及其性能

在碳化硅(SiC)纤维中引进金属元素钛,可以制得性能优异的含钛碳化硅(Si_Ti-C-O)纤维。该纤维是由聚碳硅烷(PC)与Ti(OBu)_4加热反应制得先驱体——含钛聚碳硅烷(PTC),经纺丝、高温烧结而成。该纤维抗拉强度可达1.6～2.0GPa,抗拉模量150GPa。与SiC纤维相比,Si-Ti-C-O纤维具有更好的高温氧化性及与金属复合性能。     

取向非连续碳纤维复合材料制备与性能

将传统的连续纤维预浸料通过机械高频切割的方法制成取向非连续碳纤维预浸料,并固化得到取向非连续复合材料,研究复合材料的内部质量与力学性能,并与连续碳纤维复合材料和随机取向碳纤维复合材料的相关力学性能进行对比分析。结果表明:与连续纤维复合材料相比,纤维被切断后制得的取向非连续碳纤维复合材料内部质量良好,并保持了较好的力学性能,0°拉伸强度保持率在63%以上,弹性模量基本保持不变,0°弯曲强度保持率在85%以上,弹性模量保持率在78%以上,且远远优于随机取向碳纤维复合材料的力学性能。     

含硼氧化铝基陶瓷连续纤维的制备技术

针对我国对氧化铝基陶瓷连续纤维的研制需求,通过溶胶-凝胶法结合干法纺丝制备了含硼氧化铝基陶瓷连续纤维,主要研究了纺丝助剂含量对溶胶可纺性的影响以及纤维陶瓷化过程中物相及微观结构的演变规律。结果表明:当纺丝助剂PVA含量为1.5%时,通过干法纺丝得到的含硼氧化铝基凝胶连续纤维可达1.8 km,将凝胶纤维进行陶瓷化后形成的陶瓷连续纤维直径均匀,为12～14μm,经1 000℃烧结后纤维主晶相为γ-Al2O3,具有优异的力学性能,拉伸强度和模量分别可达2.0 GPa和149 GPa,在1 100℃煅烧1 h后纤维强度保留率可达93%,在航空航天及先进制造业等领域具有潜在的应用前景。     

纤维增强复合材料制孔刀具技术研究进展

纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Plastic,FRP),如碳纤维增强复合材料(CFRP)、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)和凯夫拉(Kevlar)纤维增强复合材料,以其质量轻、比强度高、比刚度大、减振和抗疲劳性能好、耐腐蚀等诸多优越性能,广泛应用于航空航天、交通运输、生物医疗及体育用品等领域[1-3].制孔是纤维增强复合材料制造过程中最重要的加工工序之一,在纤维增强复合材料应用广泛的民用大型客机上,制孔工序占复合材料加工工作量的80％以上,一架波音747客机需要完成300多万个连接孔的加工[4].因此,制孔质量和效率直接关系到纤维增强复合材料零件的使用性能、生产周期和生产成本.     

适用于热熔法制备预浸料的氰酸酯树脂的制备

为改进纤维增强氰酸酯树脂基复合材料的制备工艺,研制了一种适用热熔法制备预浸料的氰酸酯树脂体系.以旋转黏度计确定了适用热熔法浸渍纤维的树脂黏度为1.5 Pa·s/80℃、最佳加工温度为(90±2)℃、工艺适用期为2 h.利用DSC及哈克流变仪确定了树脂的固化工艺、纤维增强树脂基复合材料的制备工艺等.结果表明此树脂体系具有良好的热熔加工性能,适宜的工艺适用期,树脂体系在-10℃下贮存6个月后,树脂黏度基本保持不变,应用热熔浸渍法制备的M40J碳纤维/氰酸酯复合材料,具有优异的力学性能,拉伸强度和模量分别为2 037 MPa和226 GPa,弯曲强度和模量分别为1 580 MPa和217 GPa.     

基于单胞模型的Kevlar织物高速冲击数值仿真方法研究

针对航空发动机软壁包容机匣用的Kevlar49机织织物,基于Ivanov提出的单胞模型,采用三元件粘弹性本构模型描述纱线应变率相关的力学特性,建立了Kevlar49织物高速冲击数值仿真模型;通过对单个单元拉伸进行数值仿真获得Kevlar织物的应力应变响应;对钢球撞击四边固支的单层织物开展了数值仿真计算。结果表明:所建立的基于单胞结构的数值仿真方法既能描述织物的宏观力学特性,又可反映出撞击过程中纱线的相互运动;单元拉伸仿真获得的拉伸应力应变响应与试验结果一致;Kevlar织物在钢球下的冲击响应与法向变形与纱线细观有限元模型结果一致,验证了发展的基于单胞模型的数值仿真方法的有效性。     

几种纤维的热膨胀系数实验测定

本文采用下垂法原理测定玻璃纤维、碳纤维、Kevlar-49、国产芳纶和碳化硅纤维丝束的热膨胀系数,作出了纤维轴向热膨胀-温度曲线图。结果表明,玻璃纤维和碳化硅纤维在400℃以下时膨胀系数均为正值。碳纤维在250℃以下其长度随温度的升高而缩短,按微分定义的热膨胀系数为负值;在250℃以上变为长度随温度升高而伸长,按微分定义的热膨胀系数为正值;但一直到400℃,其平均热膨胀系数仍为负值。Kevlar-49在80～300℃区间内受热收缩,按微分定义的热膨胀系数为负值;此温度区间以外受热膨胀,按微分定义的热膨胀系数为正值;其平均热膨胀系数在1000℃以下为正值,超过100℃为负值。国产芳纶从室温到400℃两种定义的热膨胀系数均为负值。     

异形截面碳纤维及其对复合材料力学性能的影响

介绍一种异形截面碳纤维,并对其环氧复合材料的力学性能进行研究.对该碳纤维表面特性和本体结构及碳纤维/环氧复合材料的常规力学性能、破坏模式和纤维堆砌方式进行初步分析,并与T300碳纤维及其环氧复合材料进行比较.结果表明,与T300相比该异形截面碳纤维的截面为"腰"形,表面光滑,化学活性差,石墨化程度低,但其比表面积大,对液体的浸润性能好;异形截面碳纤维/环氧复合材料的力学性能达到或者接近T300环氧复合材料;异形截面碳纤维与树脂基体的界面结合较弱,纤维在材料中的分布均匀性差.