摘要：为克服短切纤维和二维碳布增强预制体结构强度低的缺点,分别设计并制备了浅交弯联和深交联2种分层接结三维机织碳纤维预制体增强酚醛树脂基复合材料,并以相同复合工艺制备了短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料。测试碳纤维/酚醛树脂复合材料的摩擦性能,并通过观察3种复合材料的磨损表面和磨屑的微观形貌,探讨了其摩擦机制。结果表明:短切纤维复合材料的摩擦因数和磨损率最高,深交联的摩擦因数和磨损率最低,浅交弯联的居中。分层接结三维机织结构预制体具有优良的力学性能和整体性,会使复合材料在摩擦过程中减少磨屑与磨损,保持稳定的摩擦因数,从而使复合材料具有良好的摩擦性能。

摘要：采用旋转式流变仪表征腰果壳油改性的酚醛树脂共混体系在不同温度下的静态流变性能,同时基于碳纤维/铜纤维深交联机织物的结构特性设计出针对复合材料的热压及固化温度;通过改变固化过程中的升温速率,探究最佳的复合材料热压-固化工艺。通过对复合材料进行截面能谱扫描(EDS)和固化后的孔隙率测试来对不同固化工艺进行比较。结果表明,通过模具将树脂基体胶液浸渍碳纤维/铜纤维深交联织物并进行热压的方法来实现预制体与树脂的复合,且固化升温速度为10℃/h时可以获得具有较低孔隙率的复合材料且树脂体系中的填料能够更均匀的分布在复合材料中。

摘要：VAT(Variable Angle Tow Placement)是当前国际先进的计算机控制纤维预制体成型工艺。本文对VAT工艺中的三种多发性制品缺陷及缺陷程度进行试验设计,并采用VARI工艺制备10种CFRP板制件。运用超声相控阵C扫描、SEM进行宏观检测和细观表征。对CFRP制件进行纵向拉伸与压缩试验,研究了变角度牵引铺缝对CFRP板材力学性能的影响,对进一步完善VAT工艺,以及质量体系建立和效益提升十分有益。

摘要：为研究单丝定向铺放机针刺伤对复合材料板材力学性能的影响,本文以碳纤维和环氧树脂为增强材料和基体树脂,根据实际生产中出现的机针刺伤从低到高逐渐变化,设计制备了五种不同机针刺伤等级的预制体,并利用真空辅助模塑成型工艺(VARI)制备复合材料板材。通过测试材料截面C扫图,以及拉伸和压缩性能,结合断裂截面SEM图,分析机针刺伤对复合材料板材力学性能的影响机理。结果表明:当针距为10 mm单次缝合时,刺伤程度最小,材料拉伸断裂时纤维抽拔较多,材料拉伸强度和压缩强度最低。当针距由10 mm减小至8 mm时,缝合针数增加,刺伤程度增加,拉伸断裂时纤维抽拔减少,拉伸强度提升约30%,拉伸模量提升10%;压缩断裂截面基体破损减少,压缩强度提升了20%,压缩模量提升25%;当针距减小至4 mm时,复合材料的拉伸性能和压缩性能变化很小;当针距不变,缝合次数增加1倍时,复合材料的拉伸强度及拉伸模量变化均低于5%,压缩强度基本不变,压缩模量下降5.7%。在保证材料尺寸稳定及机针刺伤对预制体力学性能的前提下,选择8 mm针距有助于提高生产效率。