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| 几种炭纤维增强树脂基复合材料 | ||||||||||||||||||
| 发布时间： 2022/4/22 | ||||||||||||||||||
| 几种炭纤维增强树脂基复合材料 (1)炭纤维增强热固性树脂复合材料 在炭纤维增强树脂基复合材料中，树脂基体的性能对复合材料的产品性能、成型工艺以及适用范围等都有直接的影响。根据使用部位、对象与环境条件选择高性能的树脂基体，可以更好地突出炭纤维高模量、高强度和低密度的优良性能。目前所研究的纤维增强热固性树脂基体多选择环氧树脂、聚酰亚胺树脂和双马来酰亚胺树脂，故本小节重点介绍这三种树脂基体的炭纤维增强复合材料。 ①活性炭纤维增强环氧树脂复合材料。如上所述，环氧树脂具有良好的粘接性、优异的力学性能、良好的电性能、很强的化学稳定性和尺寸稳定性等，是很好的基体材料。但因其固化物质脆，抗开裂和抗冲击性能较差，其应用受到了一定限制。若以环氧树脂为基体，通过添加炭纤维增强，则可使其性能得到大幅度提升。 炭纤维增强环氧树脂复合材料具有较高的比强度、比模量、耐疲劳强度和耐烧蚀性能好等一系列优点。它还具有密度小、热膨胀系数小、耐腐蚀和抗蠕变性能优异，整体性好、抗分层、抗冲击等特点。T300/TDE一85和T300/AG一80复合材料的力学性能如表1所示。 表1炭纤维增强环氧树脂复合材料性能
②炭纤维增强聚酰亚胺树脂复合材料。炭纤维增强聚酰亚胺树脂复合材料具有良好的高温力学性能、耐热氧化性能、介电性能和耐溶剂性能等，且使用温度超过其他树脂，达到230℃。经过近四十年的发展，聚酰亚胺耐高温树脂基复合材料已经发展到了耐温450℃的第四代聚酰亚胺复合材料，形成了耐温280-450度涵盖四代的耐高温树脂基复合材料体系，不同种类聚酰亚胺树脂与T300炭纤维的复合材料性能如表2所示。因此，炭纤维增强聚酰亚胺树脂复合材料已广泛应用于飞机涡轮发动机和先进战略防御系统的热结构、巡航导弹弹体、战术导弹的天线罩及航天飞机上的零部件等。 表2 T300/KH304和T300/5228复合材料的力学性能
(2) 活性炭纤维增强热塑性树脂复合材料 自20世纪70年代初开发以来，炭纤维增强热塑性树脂复合材料越来越受到各国重视，研究应用十分活跃。欧美等发达国家已把多种热塑性复合材料用于战斗机的制造上，在第四代新型战斗机F一22中，起落架舱门、武器舱门等易损部件均采用炭纤维增强聚醚醚酮复合材料；英国、法国、德国和意大利等7国联合研制的欧罗巴一大力神A一400M军用运输机，使用了35％～40％的复合材料，其中在尾翼翼肋和油箱口盖上分别使用了炭纤维增强聚苯硫醚复合材料和炭纤维增强聚醚醚酮复合材料，有效地降低了飞机的重量，提高了飞机结构的耐疲劳性能。 不同种类的热塑性树脂和不同炭纤维所制得的复合材料性能差别很大，与热固性树脂基复合材料相比，具有韧性比较高、成型加工周期比较短、可重复使用、维修方便、有类似于金属的加工特性、成本低等优点。 ①炭纤维增强聚苯硫醚(PPS)复合材料。聚苯硫醚有众多优点，但未增强改性的聚苯硫醚树脂抗拉强度、弯曲强度仅属中等水平，而且纯PPS制品的韧性较差。为此，Phillips公司成功开发了PPS与炭纤维(AS4、IM4)、芳纶(Kevlar一49)和玻璃纤维(S_2)预浸料，其中炭纤维增强PPS树脂基复合材料的综合性能最好，不同形式的炭纤维增强PPS树脂基的各项性能又各不相同。 炭纤维增强PPS树脂基复合材料具有优良的耐热性和耐腐蚀性，特别适用于高温场合和腐蚀性化学介质环境，如耐化学药品泵、阀的部件，具有润滑性的框架、板或热交换器等。在国防军工领域，PPS可制成各类连续纤维增强的高性能复合型材，应用于航空航天、舰艇、装甲车辆和兵器等。 |
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