面向航空结构的高性能VARI复合材料技术

树脂基复合材料因其具有比强度高、比刚度大和可设计性好等优点已成为航空航天等领域广泛采用的最主要的结构材料之一.但随着用量的不断增加,传统树脂基复合材料自身的弱点也不断暴露出来,突出表现在传统树脂基复合材料的制造成本较高,这主要是由于传统复合材料大多采用预浸料/热压罐成型,预浸料的制备和低温储藏、繁杂工艺过程以及价格昂贵的热压罐等设备投资势必造成复合材料的高成本,这在一定程度上又限制了复合材料用量的进一步扩大.     

T700/QY9511双马树脂复合材料体系通过技术鉴定

由中国航空工业制造工程研究所承担的“Ｔ70 0 /ＱＹ9511双马树脂复合材料体系”课题日前通过了中航一集团组织的技术鉴定。总装备部先进材料技术专家组、中航一集团科技发展部、60 1所、60 2所、611所、航空材料研究院、北京航空航天大学等单位的专家和代表出席了会议。该课题是为配合“高性能双马树脂及其复合材料研究”课题而进行的一个子课题。双马来酰亚胺树脂是国内外广泛应用于高性能飞机复合材料构件制造的树脂 ,由于其良好的耐热和耐湿性能而得到复合材料设计师的信任 ,但由于复合材料制造成本居高不下 ,复合材料的应用受到费用问…     

航空发动机先进结构与关键制造技术

目前,航空发动机普遍采用轻量化、整体化结构,如整体叶盘、叶环结构,钛合金、镍基高温合金,以及比强度高、比模量大、抗疲劳性能好的树脂基复合材料,耐高温、抗疲劳及蠕变性能好的金属基复合材料等。本文基于国内外发展高推重比发动机的技术需求,对可能采用的新结构、新技术进行阐述和分析。     

有预制分层的复合材料加筋板轴压试验与有限元分析

正树脂基复合材料基于其比刚度、比强度、可设计性以及整体成形等诸多优点,在航空航天领域获得了广泛的应用。目前,飞机承力构件中最重要、用量最大的复合材料品种当属层合板形式的热固性树脂基复合材料。在其生产制造过程中,常存在许多不确定性因素,使得复合材料结构中存在分层、气孔、孔隙等诸多缺陷,复合材料在服役过程中即使受到低能冲击也很容易引发多种形式的损伤。据有关报导统计,复合材料层合板在加工、装配和使用过     

聚醚酰亚胺复合材料

聚醚酰亚胺复合材料北京航空材料研究所王涪新，唐见茂８０年代以来，碳纤维增强高性能热塑性树脂复合材料已受到广泛的重视。与热固性复合材料相比，它具有韧性好，损伤容限高；预浸料贮存期长，吸水率低，湿态条件下力学性能保持率高；工艺周期短，易于修补，可多次成形...     

缝合技术在复合材料液体成型预制体中的应用研究

以碳纤维为增强体的先进复合材料与传统金属材料相比,具有比强度和比刚度高、可设计性强、疲劳性能好、耐腐蚀、便于制造大型整体件等优点.随着复合材料设计和制造技术的不断发展和成熟,先进复合材料在军、民用飞机上的用量也在不断增加.随着复合材料用量的增加,其制造成本过高的问题也愈发显得突出.由于在复合材料总成本中制造成本约占60％～70％,低成本复合材料技术成为当今世界复合材料领域开发研究的核心问题之一[1].低成本的成型工艺方法是今后复合材料应用研究的主要方向.树脂传递模塑(Resin Transfer Molding)、RFI (Resin Film Infusion)等复合材料液体成型技术自出现以来由于其工艺上具有成形效率高、成本低、污染小、适合成型大型复杂构件等优点而倍受人们的关注.     

金属基复合材料在直升机上的应用

金属基复合材料的制造和使用有很长的历史,随着近代工业的发展得以迅猛的发展和进步。由于金属基复合材料可以通过两种或两种以上材料的复合来达到比重小、比强度好、比刚度高、耐疲劳、抗高温、抗腐蚀等性能要求。因而在航空工业方面得到了迅速的推广,尤其是在直升机上的应用更为广泛。     

环氧TDE-90/双马来酰亚胺共混树脂基透波复合材料的研究

利用TDE-90环氧树脂与4501A双马来酰亚胺树脂共混体系，获得了适于缠绕成型和手糊成型的高性能树脂基体。通过对粘度曲线、凝胶特性曲线及DSC分析确定了成型工艺。共混树脂与TDE-85环氧树脂、4501A树脂的浇铸体及相应复合材料性能的比较，表明共混树脂具有较好的工艺性、较低的介电损耗；在155℃时，其强度、模量的保留率均高于TDE-85环氧树脂。共混复合材料适合于高温、高速机载雷达罩生产。     

国产T800级碳纤维/环氧树脂复合材料湿热性能

采用扫描电镜、红外图谱分析三种国产T800级碳纤维的物理形貌以及表面上浆剂的化学结构。针对三种国产T800级碳纤维(CCF800)/环氧树脂复合材料在湿热环境下的吸湿行为,研究经不同时间湿热和高温环境下处理后的层间剪切性能,并通过扫描电镜观察湿热处理后的复合材料界面结合状态。结果表明:三种国产T800级碳纤维表面物理形貌相同,而表面化学结构存在一定差异;三种碳纤维环氧复合材料的"饱和"吸湿周期相同,约为54 d,95%饱和吸湿周期也相同,约为30 d;而饱和吸湿量存在明显差异,其中3号纤维上浆剂中由于羟基含量最高,导致其环氧树脂基复合材料吸湿率最高,在高温高湿作用下,层间剪切强度下降最为明显。     

非连续湿热作用对T700/TR1219B复合材料宏细观性能的影响

为研究非连续湿热作用对碳纤维环氧树脂基复合材料性能的影响,对T700/TR1219B试样进行了吸湿-脱湿试验,测试了其拉神性能,并采用SEM观察试样侧面;通过原子力显微镜的峰值力纳米力学成像技术(PF-QNM)对树脂进行纳米压痕测试。结果表明:吸湿率从0变化到1.2%,T700/TR1219B复合材料的一次及二次吸湿行为均满足Fick定律;经吸湿-脱湿-再吸湿,试样的拉伸强度、弹性模量及树脂的硬度及弹性模量均呈现先上升后下降的变化趋势。     

原位光固化复合材料纤维铺放制造工艺

通过调整紫外光参数和铺放速度参数,制备了相应的NOL环测试件和层合板样件。研究结果表明紫外光原位固化纤维铺放制造工艺是可行的。复合材料具有比强度高、比模量高、抗疲劳性能和耐腐蚀性能优良等优点。随着复合材料的广泛使用,各种高效低成本的制造方法也不断出现。如纤维铺放成型技术、树脂     

更强更轻的蜂窝夹层卫星结构

最近，美国波音公司制造出一件复合材料蜂窝夹层卫星壳体结构。据报道，该结构比传统的铝结构轻40％，但刚度增加4倍，强度提高40％，质量只有14kg。然而，制造时间缩短了一半，原因是减少了部件数量，制造和装配步骤合二为一。装配件只有两处连接的三个部件，即一个12边形筒柱和两块平板。复合材料面板用一种超高模量石墨纤维和聚氨酯树脂复合而成，它比普通复合材料约轻20％。这种材料比普通环氧树脂类材料减少向空气中释放的有害物质，具有好的耐微裂纹性能和与铝一样好的导热性能。其优异的导热性可以使用被动温控，而低导热性的复合材…     

耐高温双马树脂体系

研究了803树脂的反应特性、流变特性,MT300/803复合材料的耐热性能和力学性能,并分析了复合材料的微观形貌.结果表明:803树脂具有很高的活性、良好的流动性及工艺性;MT300/803复合材料具有优异的耐高温性能,DMA储能模量转变点约为300℃,T<,d><'5>为396℃,其室温、高温力学性能优异;803树脂与MT300碳纤维界面强度高、匹配性好.综合分析,803树脂及其复合材料具有优异的耐高温性能,可推广应用于航天高性能耐高温结构复合材料领域.     

树脂交联结构特征对复合材料纵向压缩性能的影响

通过选择不同官能度的环氧树脂,调节树脂单体配比,获得了不同固化交联结构的环氧树脂基体,并与国产T800级碳纤维复合制备成碳纤维复合材料;研究不同交联结构的环氧树脂基体对其 T800级碳纤维复合材料纵向压缩性能的影响。研究结果表明,随着三官能团树脂含量升高,树脂基体的交联密度增大,树脂基体模量增大,其对应碳纤维复合材料单向层合板泊松比降低;碳纤维复合材料的纵向压缩强度随着树脂基体交联密度的增大而增大;树脂基体交联密度对单向复合材料层合板纵向压缩模量的影响不明显。     

湿法缠绕树脂的应用研究

选用环氧树脂与潜伏性固化剂,按二定比例配制成适用于湿法缠绕的无溶剂树脂.研究了树脂的基本性能及工艺性,通过湿法缠绕工艺制成单向预浸料和复合材料管件.结果表明,该树脂在室温下黏度低、适用期长,具有高的强度、模量和韧性,断裂伸长率与高模量碳纤维相匹配,对纤维的润湿性好,用其制成的单向层合板和复合材料管件性能良好.     

新型高强高韧环氧基体树脂体系研究

针对航天用碳／环氧大型复合材料结构件的特殊要求，开展了高强高韧耐高温环氧基体树脂体系的研究。在分子水平上，系统研究了环氧树脂体系中各化学组份的化学结构对其综合性能的影响规律，获得兼具高强高韧与耐高温性能的新型环氧基体树脂体系，其树脂浇铸体的拉伸性能和断裂伸长率等较目前商品化的环氧树脂体系有较大程度的提高，并且具有较好的工艺性能，可以满足航天用高性能复合材料的使用需求。     

复合材料壳体外表面密封隔热涂层材料

本成果采用硅树脂DC-805、环氧树脂E-51、低分子量聚酰胺、催化剂及填料等作为涂层材料。该涂层兼有环氧树脂和硅树脂的优点，具有良好的耐高低温性能、很强的气体密封性和较宽的温度适用范围、并具有优良的耐水和耐盐水性能，可在恶劣环境（如外压、150℃高温、-40℃低温、潮湿及盐雾等）下，可对复合材料壳体有效保护。该树脂体系工艺性好、粘接性优良、成本低。     

碳纳米管改性对碳/ 环氧复合材料层间性能的影响

研究了在碳纤维织物上生长碳纳米管的改性对环氧树脂基复合材料层间性能的影响,对比了有无碳纳米管的碳纤维复合材料的层间剪切和弯曲性能,并采用碳纤维表面结合碳纳米管膜的方法研究了碳纳米管对碳/环氧复合材料层间性能的影响。结果表明,由于生长的碳纳米管长度过长(10μm)、末端无序排列为笼状,树脂无法进入碳纳米管内部,碳纳米管无法发挥增强作用,同时由于碳纳米管过长,复合材料内部缺陷增多,使得四种生长碳纳米管的碳纤维复合材料层间性能均有下降;而碳纳米管膜与碳纤维和树脂基体结合较好,使得复合材料层间剪切强度提高12%。     

氰酸酯改性环氧及双马来酰亚胺树脂的进展

应用氰酸酯改性环氧及双马来酰亚胺等热固性树脂，不仅可以发挥氰酸酯优良的介电性能等特点，而且可以改善这些树脂的耐湿热性能和抗损伤性能等。本文简要介绍了氰酸酯改性环氧树脂及双马来酰亚胺树脂的改性方法及其改性化学反应特性，并从其湿热性能、玻璃化转变温度、力学性能及电性能等方面作了扼要阐述     

我国金属基复合材料取得重大进展

碳纤维增强金属基复合材料具有比强度和比模量高、尺寸稳定性好、耐高温和抗激光辐射等特点。在一些使用温度高、部件尺寸稳定性和刚性要求严格的场合下,金属基复合材料比金属和树脂基复合材料具有更好的性能。金属基复合材料是目前世界上正在发展中的新材料,是宇航、航空、电子和现代化武器等系统理想的结构材料和功能材