空间环境对碳纤维—环氧复合材料影响

以往的天线反射器大都采用钣金和玻璃纤维增强塑料制造的。随着碳纤维(石墨形式的碳纤维)和凯夫拉(kevlar)纤维的发展,这些复合材料对天线的设计者是十分有用的。这类复合材料重量轻、热膨胀系数小、强度大、刚度好,可用于制造航天器的天线反射器。从1973年 Satcom Ⅰ卫星开始,这类新型复合材料已用于通信卫星天线反射器的制造,其中大部分是采用凯夫拉纤维—环氧复合材料。近年来,碳纤维—环氧复合材料有了较大的发展,用于先进的天线反射器,这类天线反射器是准各向同性的,     

M40石墨纤维／环氧648复合材料弹性常数计算公式

Ｍ４０石墨纤维／环氧６４８复合材料是目前应用于卫星结构的主要材料。根据实验数据与已有的多种计算公式作了比较,提出适用于该材料的弹性常数计算公式。     

从大气到极地雪冰，微塑料无处不在

正塑料自从发明以来,就被广泛应用于人们的日常生活,如汽车、电子产品、包装、衣物等,随之而来的塑料污染也成为全球性难题。根据欧洲塑料制造商协会(Plastic Europe)发布的年度报告,2018年全球塑料产量约为3.59亿吨,1950年以来全球塑料生产超过80亿吨,其中仅有9%的塑料垃圾可回收利用,12%进行了焚烧处理,其余大部分塑料被丢弃到环境中。近几十年来,塑料产量持续增加,由此带来的一系列环境问题日趋严重。     

塑料闪烁体探测器中子/伽马甄别能力研究

利用塑料闪烁体探测器开展了两种中子/伽马(n/γ)甄别方法研究。塑料闪烁体的尺寸为直径2英寸、长2英寸。以241Am-Be源作为中子伽马混合源,分别用线性延迟法和长短积分时间窗的方法对塑料闪烁体探测器进行n/γ甄别性能研究。利用PSD(脉冲形状甄别)图及计算得出的FOM(品质因子),比较了这两种方法的n/γ甄别效果。结果表明:线性延迟法的甄别效果较差,长短积分时间窗的方法甄别效果较好,当积分时间窗的长门为400ns,短门为60ns时,塑料闪烁体探测器EJ276的n/γ甄别效果最好且n/γ甄别的误判率最低。     

宇宙飞船中双波段天线新结构

本文扼要论述了双波段天线在宇宙飞行器中的应用。双波段天线是雷达、导弹(制导站)工程中一项关键性新技术。美国不载人的行星探测器——旅行者1号和2号采用了这项新技术。该双波段天线直径为3.7米,系由石墨纤维/环氧树脂及铝蜂窝夹芯组成。天线对X波段反射损耗和对S波段传输损耗均小于0.1db。尽管飞船在太空航行时间达数年之久,环境条件又十分恶劣(环境温度为+348°K～73°K),这种新结构仍能正常工作。飞船对木星、土星探测中所以能获得很多有价值的新发现,这和成功地采用双波段天线新结构是分不开的。     

航天企业参与筹建的石墨产业发展联盟成立

正近日,中国航天科技集团公司所属万源国际(集团)有限公司联合内蒙古矿业(集团)有限责任公司等8家单位共同筹建的内蒙古石墨产业发展联盟在呼和浩特市正式成立。作为联盟主要发起方之一,万源国际公司与组织牵头方内蒙古矿业(集团)有限责任公司签订了《石墨烯材料产业发展战略合作协议书》。各方将充分发挥各自资源、产业和应用研究优势,     

碳纤维复合材料方形薄壁梁的铺层设计、制造工艺及试验

本文介绍了以日本东丽工业公司的M40高模量石墨纤维为增强材料,环氧648/BF_3—MEA为基体材料,经无端头螺旋缠绕、单向预浸料铺敷增强、热压罐固化成型、脱模和切割修整等工序,制成碳纤维复合材抖方形薄壁梁。制品经各项试验后,性能稳定可靠,并已应用于实际产品上,取得比较满意的结果。     

日研制碳化硅耐高温纤维

日本原子能研究所最近研制成耐1800℃高温而强度不下降的超耐热碳化硅陶瓷纤维。该纤维的原料是有机系高分子聚硅烷(PCS)。具体的制造方法是,首先将聚硅烷在330～350℃的温度下采用熔融纺丝法纺织成纤维,接着将纤维置在真空而不熔化的情况下进行电子射线照射。照射的条件是,当纤维的直径为15～20微米时,最佳放射线强度为700～1500万葛莱(葛莱为放射线国际强度单位),最后在氦气中以1500℃的     

气相色谱法测定玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂塑料中残留苯乙烯单体的含量CSCD

采用气相色谱法火焰离子检测器(FID)测定玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂塑料中苯乙烯残留单体含量,用二氯甲烷提取苯乙烯,使用毛细管柱(HP-5),以内标法(正丁苯为内标物)定量,内标法标准曲线线性关系良好,线性相关系数为0.999 7。加样回收率得到满意结果,最低检测限可达5mg/kg。     

捻度对缝合线浸润特性的影响

研究不同捻度缝合线的浸润效果,通过SEM(扫描电子显微镜)观察不同捻度缝合线浸润树脂后的尺寸及其与树脂界面结合情况.研究结果表明:随着缝合线捻度的增加,树脂浸润缝合线的效果变差,缝合线纤维束及单丝与树脂结合情况变差;浸润树脂后的缝合线纤维束尺寸相对浸润之前提高,但随着捻度的增加,浸润树脂后的缝合线纤维束尺寸降低.     

碳基高导热材料及其在航天器上的应用

在分析航天器对于高导热材料的需求及应用特点的基础上,将碳基导热材料分为高导热石墨扩热板和高导热柔性石墨膜,总结了其在航天器上的典型应用场景.高导热柔性石墨膜可用于复杂结构等温化设计、柔性热传输等,高导热石墨扩热板可用于大功率元器件或设备扩热与传输.针对现有柔性导热材料柔韧性差、尺寸小、厚度薄等应用瓶颈,采用固相发泡技术...     

“蒂拉诺”纤维耐热复合材料

日本科学技术厅航宇技术研究所、宇部兴产及敷岛帆布公司将联合研制“蒂拉诺”纤维(商品名)陶瓷复合材料,这是一种耐热材料。最近三家已达成协议,预计1988年3月试制完毕后,将对它作出评价。“蒂拉诺”纤维是由硅、钛、碳氧构成的无机系长纤维,其拉伸强度为2.74～2.94吉帕,拉伸弹性模数为206～216吉帕,热循环性能极     

三维全五向编织复合材料细观结构实验分析

对三维(3D)全五向编织复合材料的细观结构进行了实验研究,三维全五向编织复合材料是一种新型的编织复合材料,其细观结构对预测材料的性能有重要作用。采用显微计算机断层成像(micro-CT)技术得到了三维全五向编织复合材料的截面图片,通过在碳纤维试件中混编入少量玻璃纤维作为示踪纱,提高了示踪纤维束在截面图片中的的对比度。并通过三维重建得到纤维束实体模型,结合CAD技术对纤维束的横截面形状与空间走向进行了研究。结果表明:编织纱与轴纱纤维束的截面形状在材料不同区域与不同的花节高度内是变化的;在不同区域,编织纱的空间走向也是不同的;而轴纱在空间上基本保持伸直。由于编织纱对轴纱的挤压使轴纱表面产生螺旋状的压痕。      

三维四步编织复合材料单元胞体几何模型

概述了三维四步(1×1)编织复合材料几何模型的研究进展,分析了三维四步正规编织过程中纤维束的运动路径及交织方式,提出了一种三维实体单元胞体几何模型,研究了三维编织复合材料单元胞体的几何性,并讨论了纤维束的挤压条件.和传统的几何模型比较,该模型体现了纤维束的连续性,使得各单元胞体之间合理地组装,保证了复合材料整体结构的完整性.     

微重力下胶原蛋白纤维化及羟基磷灰石结晶的初步研究

在长期空间飞行过程中, 骨质丢失是一个严重问题. 羟基磷灰石(HAP)晶体是骨骼的主要成分, 骨骼中的胶原蛋白纤维在HAP生长结晶过程中起到关键作用. 研究了胶原蛋白纤维化过程在模拟微重力和常重力条件下的变化, 对以胶原 蛋白纤维作为模板生长出的HAP晶体形貌进行了观察. 结果表明, 不同浓度胶原蛋白溶液中形成的胶原蛋白纤维, 其内部孔隙数量和尺寸在模拟微重力条件下要明显大于常重力条件下, 胶原蛋白纤维内部孔隙的分布也不同于常重力条 件下的结果. 以模拟微重力条件下形成的胶原蛋白纤维为模板生长出的HAP 晶体主要为立方体状, 而以常重力条件下形成的胶原蛋白纤维为模板生长出的 HAP晶体形貌主要为板状. 该结果有助于未来进一步阐明空间骨质丢失的机理.      

飞机复合材料构件设计、分析和制造数据集成

实施复合材料构件数字化定义是实现复合材料构件设计、分析和制造数据集成的基础.复合材料构件数字化定义包括几何建模和材料结构建模.总结了材料结构建模过程和材料铺放数据的组成,指出当前复合材料构件分析无法基于最终的真实纤维路径进行,采用离散三角形单元的真实纤维路径来近似铺层纤维的最终状态,并利用可扩展标记语言(XML,Extensive Markup Language)文件对材料铺放数据进行了描述,探讨了通过纤维路径数据到有限元网格的自动映射实现材料铺放数据的自动传递.最后,研究了设计数据到排样下料系统和激光投影系统的集成和接口数据组织方法.      

复合材料的冲击吸能与动态黏弹特性

考察了玻璃纤维、炭纤维、芳纶和UHMWPE纤维复合材料(分别称为GFRP,CFRP,AFRP和DFRP)层板的低速冲击吸能,并采用高载动态热机械分析仪EPLEXOR500分析了其纤维复丝的动态黏弹性的载荷敏感性.结果表明:冲击吸能明显受纤维性能及层板破坏模式的影响,呈韧性破坏的AFRP和DFRP的冲击吸能明显高于呈脆性破坏的GFRP和CFRP.在动态热机械分析中,静载增大使得储能模量升高但损耗角正切减小,动载增大时正好相反,且在这些影响中有机纤维复丝动态黏弹性较无机纤维复丝表现出更显著的载荷敏感性和非线性.4种层板的吸能大小与其纤维复丝储能模量载荷敏感性的强弱以及损耗角正切大小的顺序相同:DFRP>AFRP>GFRP>CFRP,反映出材料宏观冲击性能与表征其微观结构特征的黏弹性能的相关性.      

99%的塑料消失在水中，正以肉眼不可见的方式影响着人类健康

正每年约有800万吨的塑料进入海洋。你可能还记得那些海洋垃圾的图片,抑或听闻塑料垃圾缠住鲸、海龟的新闻。这些图片、新闻让塑料污染成为全世界倍受关注的环境污染问题之一。然而,长久困扰海洋科学家的一个问题是:为什么从海洋中找到的塑料数量只有理论上输入海洋塑料总量的约1%呢?余下的99%去了哪儿?这个未解之谜的答案逐渐开始变得明晰。     

湿热对单向复合材料层板断裂韧性及疲劳裂纹扩展的影响

就湿热(70℃,相对湿度RH100％)环境对T300/914C石墨/环氧单向复合材料层板层间断裂韧性的影响进行了研究。用扫描电镜对断口形貌进行观察,不论是湿热处理的或是室温放置和经干燥处理的,断口形貌无明显差异。我们还对上述DCB试样在交变载荷作用下裂纹的扩展行为进行了研究。找出了裂纹扩展速率da/dN与最大循环应变能释放率G_(Imax)关系式da/dN=A·G_(Imax)~B中的A和B两个常数的数值。经湿热处理的DCB试样疲劳裂纹扩展速率与干燥试样相比有所降低。我们分别用断口形貌、断裂机理和断裂力学原理分析了湿热环境对复合材料性能的影响。     

低掺量石墨水泥基材料的压敏特性

通过减水剂将少量石墨加入水泥基材料中制成石墨水泥基材料试样,采用交流分压电路测量其电阻率,研究其在一次性加载破坏试验中的压敏特性.试验结果表明,低掺量石墨粉作为导电组份加入水泥基材料后会导致其强度降低,但可以使水泥基材料具有一定程度的压敏特性.随着石墨掺量的增加,各组试样电阻率的离散性变小,材料的压敏特性提高,在加载过程电阻率的波动变小.在本试验的测量方法下得到的石墨水泥基材料的压敏特性曲线与混凝土材料的应力应变曲线有相关性,试样的电阻率随着应力的增大而产生变化的过程大体可分为3个阶段,即波动阶段、稳定下降阶段和急剧下降阶段,分别对应混凝土材料应力应变关系的弹性变化、非弹性变化和应变迅速增大阶段.