高性能热塑性复合材料在直升机结构上的应用与展望

高性能热塑性复合材料具有高韧性、优异的抗冲击损伤性能及较佳的抗疲劳性能,特别适用于以起落架、尾段、桨毂中央件及传动轴等为代表的直升机高损伤阻抗、高抗疲劳及弹击损伤容限设计需求特定结构部位。高性能热塑性复合材料在国外直升机上的应用正从实现关键层板结构部位全面应用拓展至复合材料夹层结构部位,并大量采用原位自动纤维铺放(automated fiber placement,AFP)等自动化、低成本制造技术和虚拟实验等低成本验证技术,受限于国产热塑性复合材料技术成熟度较低和新研复合材料体系传统积木式方法应用验证的高昂成本及漫长周期,国内直升机热塑性复合材料应用尚处于起步阶段,未来需要重点解决国产热塑性复合材料的性能稳定性及一致性以及在此基础之上的低成本自动化制造工艺、配套低密度耐高温芯材及高效率高置信度虚拟认证技术。     

连续玻璃纤维增强热塑性复合材料工艺及力学性能的研究

选择三种国产高性能热塑性树脂 ,聚醚砜、酞侧基聚醚砜、酞侧基聚醚酮和高强玻璃纤维粗纱 ,采用连续预浸渍技术和高温、高压成型工艺 ,确定出合理的工艺参数 ,分别制备了树脂基体试件和单向板试件 ,并对其进行了相关力学性能试验研究。通过扫描电镜对单向板试件断口进行了分析     

热处理对聚醚砜的热行为及其结构影响的研究

本文运用示差扫描量热分析和密度测量技术研究了热处理对聚醚砜结构和热行为的影响。结果表明:低于聚醚砜(PES)的玻璃化转变温度下的热处理使聚醚砜的热性能和密度发生变化,其原因可能是热处理使聚醚砜形成了某种类似微晶的局部有序结构;依赖于样品固有的热历史,存在某一特征热处理温度使聚醚砜形成局部有序结构的程度最大。     

嵌入式共固化耐高温阻尼复合材料制备及老化前后力学性能

嵌入式共固化阻尼复合材料的耐高温性能对其在极端环境下的应用至关重要。本文在正交实验的基础上提出一种具有优异耐高温性能的黏弹性材料组分,探索使用四氢呋喃溶剂将其溶解成胶浆,研究采用刷涂工艺在复合材料预浸料(T700/QY260)上制成阻尼薄膜,并与不带阻尼薄膜的复合材料预浸料一起根据设计要求铺设,利用预浸料的固化工艺曲线在热压罐中共固化成型,最终制成一种新型嵌入式共固化耐高温阻尼复合材料。通过测试其阻尼层与复合材料预浸料在老化前后的常温层间结合性能,验证这种复合材料的耐高温性能。结果表明,材料具有很好的耐高温性能,这就使嵌入式共固化大阻尼复合材料进入特种环境下的应用领域成为可能。     

国产碳纤维增强聚醚砜复合材料的力学性能评价

本文对两种国产高强Ⅱ型碳纤维（ＪＬ和ＬＹ）增强的聚醚砜（ＰＥＳ）复合材料的静态力学性能，包括拉伸，压缩，弯曲和剪切等，进行了研究和评价；对其断裂形貌特征进行了分析。结果表明，ＪＬ／ＰＥＳ和ＬＹ／ＰＥＳ复合材料具有良好的力学性能，其主要性能指标与环氧基复合材料相当。断口形貌表明，纤维与基体粘接不良，有断裂伴随着严重的纤维拔出或脱粘；对纤维进行表面处理后，其复合材料性能有明显改善。     

改性双马来酰亚胺树脂在RFI工艺中的应用

通过在改性双马来酰亚胺5405树脂中加入耐高温热塑性塑料聚芳醚砜(PES),获得了满足RFI工艺要求、具有良好成膜性的5405A树脂膜.该树脂膜在室温不粘手,能够任意弯曲.在熔渗温度(130℃)下,低黏度(≤500mPa·s)的保持时间长达70min.在宦温存放3个月后,不溶物含量由1.25%变化为2.02%,DSC曲线表明反应的峰始温度和峰顶温度与放置前无明显差异,130℃凝胶时间由137min变化为135min.参照5405树脂的固化工艺,制备了5405A树脂浇铸体和单向碳纤维帘子布(G0827)增强5405A复合材料,并对性能进行了评价.对比5405和5405A树脂树脂浇铸体的性能表明,5405A力学性能稍有降低,但韧性得到了明显提高.     

CF／PPEK和CF／PPES复合材料界面研究

利用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了碳纤维/杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)和碳纤维/杂萘联苯聚醚砜(CF/PPES)复合材料的界面状态和结构,证明了纤维和聚合物的界面上确有新的化学结构出现,使CF/PPEK和CF/PPES的界面形成强的物理和化学作用。     

环氧—聚醚砜基体复合材料的研究

本文探讨了聚醚砜增韧环氧基体／单向玻璃纤维复合材料的工艺及性能。实验结果表明，层板剪切强度和断裂韧性ＧＩＣ明显提高，弯曲强度和模量变化不大，耐热性得到了改善。     

先进热塑性复合材料的制备工艺研究

为了探索高性能热塑性复合材料的制备方法,本文使用薄膜层叠法制备了碳纤维编织布增强聚苯硫醚(CFF/PPS)热塑性复合材料层合板。通过控制变量法研究了不同成型压力和制备温度对CFF/PPS复合材料层合板的成型质量的影响。通过弯曲试验和层间剪切试验表征不同工艺参数下的CFF/PPS复合材料层合板的力学性能,从而确定了成型压力及制备温度两个关键参数在不考虑耦合效应下的优化取值范围。研究结果表明,采用成型压力为5 MPa,制备温度为340℃制备的CFF/PPS复合材料层合板,其性能最佳。     

复合材料抗冲击性能和结构压缩设计许用值

 从复合材料结构压缩设计许用值的概念和复合材料的冲击后压缩强度性能出发，讨论按NASA标准得到的CAI值与它们的关系，指出传统的CAI值不能充分反映复合材料体系的抗冲击性能，且与结构压缩设计许用值无任何联系。在对复合材料结构完整性要求和作者的试验研究，和对国外文献总结的基础上，提出复合材料抗冲击性能应包括损伤阻抗和损伤容限两方面。大量的试验数据证实复合材料层压板抗冲击性能存在拐点现象，在对拐点附近复合材料层压板的破坏机理研究基础上，建议用拐点附近的性能建立复合材料层压板抗冲击性能的评定体系，即可以用表面层在冲击下保持其完整性的最大能力(最大接触力)来表征复合材料体系的损伤阻抗(韧性)；用出现拐点后基本不变的压缩强度(破坏应变)门槛值来表征复合材料体系的损伤容限。     

复合材料的材料设计问题

前言 复合材料(主要是纤维增强复合材料)近年来在航天结构中得到较广泛的应用。一般认为,复合材料作为结构材料的主要优点在于具有较高比强度和比模量值。实际上这种看法并不全面。由于复合材料各向异性严重,各方向性能相差悬殊,但出于宣传目的,一般过分强调最高的性能数据,而忽视了较差或很差的性能数据。复合材料最主要的优点,也是最主要的特点,应该说是在于材料的可设计性。     

S玻璃-环氧复合材料在持久拉伸载荷下的寿命估算

设计长期使用的纤维复合材料结构件时,估算其寿命是很重要的。为研究这一课题,在1969年,开始对 S 玻璃、芳香族(1971)纤维和一些石墨纤维制成的简单的环氧复合材料进行了实验研究工作。其办法是将这些经过预浸的纤维束在拉伸状态下进行寿命试验(也称应力破坏或静态疲劳试验)。选取纤维束做试样是因为它们真正代表着复合材料的基本结构坯料。当获得这些数据后,就用不同的方法对它们进行分析,并已在过去10年间陆续予以发表。1980年1月,加利福尼亚州北部的一次大地震破坏了大部份试验试样。因而实际上终     

全氟聚醚橡胶的性能研究

本文介绍全氟聚醚橡胶的配方与性能研究。试验结果表明,该胶具有很好的耐强氧化剂、耐强腐蚀性介质、耐特种溶剂和耐高温的性能,是一种有前途的宇航密封材料。     

双(口恶)唑啉化合物改性热固性树脂的研究

采用自制2,2′-(1,3-苯)双(4,5-二氢)(口恶)唑分别与热塑性酚醛树脂或二氨基二苯甲烷(DADPM)进行聚合反应制得了聚醚酰胺树脂(PEAR)和聚氨基酰胺树脂(PAAR).实验表明PEAR的冲击强度达到6 kJ/m2以上,弯曲强度达到100MPa以上,且电绝缘性能优良,可作为H级绝缘材料使用;PAAR的冲击强度最高达到22kJ/m2,弯曲强度达到202 MPa,电绝缘性能较PEAR稍差,但仍然可作为H级绝缘材料使用,另外还可望作为无卤阻燃材料使用.以这两种高性能热固性树脂为基体可制备出性能优良的玻璃布复合材料.     

先进复合材料国防科技重点实验室的航空树脂基复合材料研发进展

归纳先进复合材料国防科技重点实验室在航空先进树脂基复合材料方面的应用和研究进展.研制出超薄热塑性无纺织物层间增韧技术以实现提高复合材料的CAI性能.设计出的多夹层结构具有多层吸收拓展频带的作用,使多夹层隐身复合材料的吸收频宽达1 ～ 18GHz.高韧性树脂基复合材料和耐高温复合材料技术得到发展,并形成预浸料-热压灌成型、液态成型和自动化制造技术体系.发展复合材料固化、树脂流动、固化变形等模拟优化技术,并建立复合材料数据库技术.建立先进复合材料国防科技重点实验室可在支撑航空装备研制,在航空复合材料创新引领、体系主导、基础支撑和保障应用方面发挥作用.     

混纤纱制备热塑性复合材料研究评述

对各种热塑性纤维/增强纤维混杂纤维束进行了简要的描述,指出了混纤纱法是一种很有发展前途的热塑性复合材料制备方法.概述了混纤纱的制备方法、混纤纱的编织工艺、由混纤纱制备复合材料成型工艺以及混纤热塑性复合材料的性能,并对混纤复合材料的应用和此领域中目前所存在的主要问题等进行简单概括,提出了作者自己的观点.     

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...     

新型热塑性复合材料设计理念及其自动化制造

热塑性复合材料的自身特性使其成为重量轻、低成本宇航结构件的理想材料,该类复合材料以韧性高、重复加工性好和防火性能强而著称。针对大型主结构件(如蒙皮加筋整体壁板)正取得了多个阶段性进展。新材料、创新的设计理念和航空技术是主要的创新要素。     

聚醚砜改性Cf / BMI 复合材料的制备与性能

基于“离位”增韧技术,将“离位”增韧剂聚醚砜(PES)均匀地附载在碳纤维织物上,采用RTM 工 艺制备了Cf / BMI 复合材料(U3160/6421),通过低速冲击、DMA、SEM 和基本力学性能测试分析,研究了PES 对U3160/6421 复合材料性能的影响。结果表明,采用PES 附载的ES-Fabric 织物制备的复合材料具有良好的 增韧效果,其CAI 值提高了85%。由于PES 的加入,在复合材料层间出现了PES 和树脂BMI6421 的相反转结 构,改善了复合材料的损伤阻抗,提高了复合材料的损伤容限,并且“离位”层间增韧对复合材料的力学性能影 响不大。     

玻璃纤维芯铅丝(网)/橡胶动态性能影响因素研究

设计并制备了以不同橡胶为基体、具有不同界面结合强度的玻璃纤维芯铅丝(网)增强橡胶复合材料(GF/Pb/R),通过比较它们的动态压缩模量和阻尼损耗因子,研究了复合方式、橡胶基体性能和界面结合强度对于GF/Pb/R动态性能的影响。