有关提升碳纤维复合材料性能的几个研究方向

有关提升碳纤维复合材料性能的几个研究方向

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说到有关提升碳纤维复合材料性能的几个研究方向国内针对提升碳纤维复合材料性能的大多数相关研究目前仍然局限于实验室,针对应用实际需求的研究还很少,部分研究成果也未能在规模化生产中得到验证,从整体上说仍表现为初始

有关提升碳纤维复合材料性能的几个研究方向

有关提升碳纤维复合材料性能的几个研究方向

国内针对提升碳纤维复合材料性能的大多数研究目前仍然局限于实验室,针对应用实际需求的研究还很少,部分研究成果也未能在规模化生产中得到验证,从整体上说仍表现为初始化和零散性的总体特征。以下就是有关碳纤维复合材料改性的几种研究方向:

使用氧化多壁碳纳米管改善碳纤维复合材料的性能

以环氧树脂(EP)为基体的碳纤维增强复合材料因良好的物理力学性能而被视为工业领域最具前景的结构材料之一。但是当EP/CF碳纤维复合材料在低温或者高温环境中使用时,由于CF和EP基体具有不同的热膨胀系数,使复合材料基体产生微裂纹,进而形成纤维/基体界面脱黏、孔洞和分层等结构缺陷,导致材料力学性能下降,甚至破损或断裂。因此,降低EP基体的CTE值是提高EP/CF复合材料在低温或高温环境中使用性能的关键。相关研究已证明,纳米四氧化三铁改性的O-MWCNTs具有铁磁性,且磁响应性良好,同时还具有较低的热膨胀系数。在EP基体中添加一定量的氧化多壁碳纳米管O-MWCNTs能明显提升碳纤维复合材料的力学性能。

通过优化乙烯基树脂和纤维上浆剂开发高性能碳纤维复合材料

先进复合材料制造创新研究所(IACMI)与米歇尔曼(Michaelman)以及其他重要的IACMI联盟成员一同合作,宣布了一个重点研究优化乙烯基树脂和纤维上浆剂的性能,开发高性能碳纤维复合材料的项目,其研究目标是开发不含苯乙烯的乙烯基酯树脂、纤维上浆剂与碳纤维的混合物,并具有至少3个月的室温储存能力,固化时间少于3min 。

采用有机硅提升碳纤维复合材料的耐烧蚀性能

环氧树脂的成型工艺性好,但耐烧蚀性能差,将环氧树脂和有机硅树脂结合起来,可以制备出具有良好工艺性的耐烧蚀的防热材料。采用有机硅改性的碳纤维环氧树脂复合材料力学性能较高,其拉伸强度达到558MPa,拉伸模量达到44.0GPa,层间剪切强度为16.6MPa;隔热性能也有明显的提升,其比热容和导热系数均随温度升高而增大,材料的导热系数在500摄氏度以内不超过0.3W/(m•K);氧-乙炔烧蚀的平均线烧蚀率为0.049mm/s,平均质量烧蚀率为0.0595g/s。

改性双马树脂增强碳纤维复合材料的耐湿热性能

双马来酰亚胺树脂既具有聚酰亚胺树脂的耐高温、耐辐射等优良特性,又具有类似环氧树脂的易加工性能,而5428树脂作为一种新型高韧性双马树脂,其冲击后压缩强度(CAI)值达到了260MPa。将5428树脂与碳纤维进行复合后吸湿率低,其饱和吸湿率仅为0.8%,在干态170摄氏度下的弯曲性能和层间剪切性能保持率在70%以上,在湿态150摄氏度下的弯曲性能和层间剪切性能保持在50%以上,开孔压缩强度保持在80%以上,有效增强了碳纤维材料在应用环境中更好的耐湿热能力,同时也能满足低成本化的生产要求。

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