T700/6421复合材料层合板“离位”増韧研究
发布时间：2021-01-04 19:26
基于树脂转移模塑（RTM）成型工艺,以聚芳醚酮（PAEK）作为"离位"増韧膜,将増韧膜置于T700碳纤维帘子布层间,并注入6421双马树脂成型复合材料层合板,研究増韧膜在RTM注射过程中的抗冲刷稳定性和不同増韧结构的低速冲击性能,分析了韧性层在复合材料层内的分布特征及冲击破坏机理。结果表明,热塑性韧性层在RTM快速注射过程中未随树脂流出,热塑与热固性树脂分别在层间及层内形成了连续相结构,层间増韧后的层合板冲击后压缩（CAI）强度提高26.5%,两种周期増韧结构对于CAI强度的提高程度相当。
【文章来源】：化工新型材料. 2017年09期 北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图１ＮＥ板材出胶口基体红外光谱图
Ｓ－Ｆｉｌｍ韧性层ＲＴＭ工艺稳定性ＲＴＭ工艺过程是树脂在纤维层间及层内浸润与流动的过程，层合板的ＥＳ増韧层分布于层间，薄膜会影响树脂在模具内的Ｚ向流动，并且在树脂注入过程中，ＢＭＩ（６４２１）树脂会不断的对ＰＡＥＫ薄膜进行冲刷，影响ＰＡＥＫ在层间的均匀性分布。为了测定ＰＡＥＫ薄膜在充模过程中的溶解和冲刷情况，采集了ＮＥ及ＥＳ１两种铺层的ＲＴＭ模具出胶口树脂，两者的红外光谱图分别见图１和图２。图１ＮＥ板材出胶口基体红外光谱图图２ＥＳ１板材出胶口基体红外光谱图从图１及图２中可以明显看到ＮＥ及ＥＳ１板材的出胶口树脂具有相似的红外光谱，仅波峰高度有所差别，并未出现ＰＡＥＫ的特征峰，表明在快速ＲＴＭ注射过程中，ＰＡＥＫ并未溶解在树脂基体中，仍然稳定的存在于层间，复合材料层合板内部的韧性层均匀分布于层合板各处。２．２増韧周期对于层合板抗冲击性能的影响以３４Ｊ的能量冲击层合板，３种铺层结构低速冲击后的凹坑深度及压缩强度见表２。表２各结构ＣＡＩ性能对照层合板编号凹坑深度／ｍｍ冲击后压缩强度／ＭＰａＮＥ０．３２１５８ＥＳ１０．４０２０１ＥＳ２０．３８２００从表２中可以看出，Ｔ７００／６４２１复合材料在“离位”増韧后，冲击后压缩强度明显提高，ＥＳ１及ＥＳ２试样相对于ＮＥ试样，冲击后压缩强度提高了２６．５％，凹坑深度提高１８．７％和２５．０％，韧性层的引入减小了层合板内分层损伤的扩展，抑制了“子层”的形成。采用超声Ｃ扫描表征冲击后的复合材料层合板内部损伤，结果见图３。由图可
各结构ＣＡＩ性能对照层合板编号凹坑深度／ｍｍ冲击后压缩强度／ＭＰａＮＥ０．３２１５８ＥＳ１０．４０２０１ＥＳ２０．３８２００从表２中可以看出，Ｔ７００／６４２１复合材料在“离位”増韧后，冲击后压缩强度明显提高，ＥＳ１及ＥＳ２试样相对于ＮＥ试样，冲击后压缩强度提高了２６．５％，凹坑深度提高１８．７％和２５．０％，韧性层的引入减小了层合板内分层损伤的扩展，抑制了“子层”的形成。采用超声Ｃ扫描表征冲击后的复合材料层合板内部损伤，结果见图３。由图可知，ＮＥ层压板内部损伤比例约７１％，而ＥＳ１及ＥＳ２内部损伤面积接近，损伤比例分别为１６％和１５．７％。对照表３中ＥＳ１和ＥＳ２的冲击后压缩强度及内部损伤尺寸，两者较为接近，并没有随着韧性层数量的减少而降低，这说明冲击后压缩强度及内部损伤不仅取决于韧性层的数量，还与韧性层位置有很大的关系。图３试样冲击后内部损伤超声Ｃ扫描图［（ａ）ＮＥ试样；（ｂ）ＥＳ１试样；（ｃ）ＥＳ１试样］表３３种铺层结构的内部损伤尺寸及比例试样编号损伤区外轮廓尺寸／ｍｍ面积／ｍｍ２损伤比例／％ＮＥ１２４×８６１０６６４７１ＥＳ１４９×４９２４０１１６ＥＳ２４９×４８２３５２１５．７ＥＳ１和ＥＳ２结构层合板在凹坑深度及超声Ｃ扫描图在损伤区颜色上的差别，体现了全周期増韧与间隔周期増韧的差异，损伤区的超声Ｃ扫描图颜色变化在一定程度上揭示了冲击后形成子层的数量，层合板在紫色区域较黄色区域形成了更多的子层。虽然ＥＳ１结构层合板与ＥＳ２结构层合板的损伤接近，
【参考文献】：
期刊论文
[1]RTM用ES-Fabric增强织物的制备及其复合材料性能研究[J]. 闫丽,安学锋,董慧民,益小苏. 化工新型材料. 2016(04)
[2]“离位”增韧T800H/5228ES复合材料的制备与性能研究[J]. 闫丽,安学锋,董慧民,刘立朋,益小苏. 化工新型材料. 2015(09)
[3]离位增韧复合材料层合板准静态压入实验研究[J]. 谢宗蕻,张磊,苏霓,马宏毅,闫丽,崔海涛. 材料工程. 2011(01)
[4]RTM技术在大飞机复合材料构件上的应用[J]. 张保平,王运生. 航空制造技术. 2007(12)
[5]RTM技术的发展及在航空工业的应用[J]. 李萍,陈祥宝. 材料工程. 1998(01)
硕士论文
[1]高温环氧树脂“离位”RTM工艺及“离位”增韧技术研究[D]. 孙健生.北京航空材料研究院 2007
本文编号：2957294
【文章来源】：化工新型材料. 2017年09期 北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图１ＮＥ板材出胶口基体红外光谱图
Ｓ－Ｆｉｌｍ韧性层ＲＴＭ工艺稳定性ＲＴＭ工艺过程是树脂在纤维层间及层内浸润与流动的过程，层合板的ＥＳ増韧层分布于层间，薄膜会影响树脂在模具内的Ｚ向流动，并且在树脂注入过程中，ＢＭＩ（６４２１）树脂会不断的对ＰＡＥＫ薄膜进行冲刷，影响ＰＡＥＫ在层间的均匀性分布。为了测定ＰＡＥＫ薄膜在充模过程中的溶解和冲刷情况，采集了ＮＥ及ＥＳ１两种铺层的ＲＴＭ模具出胶口树脂，两者的红外光谱图分别见图１和图２。图１ＮＥ板材出胶口基体红外光谱图图２ＥＳ１板材出胶口基体红外光谱图从图１及图２中可以明显看到ＮＥ及ＥＳ１板材的出胶口树脂具有相似的红外光谱，仅波峰高度有所差别，并未出现ＰＡＥＫ的特征峰，表明在快速ＲＴＭ注射过程中，ＰＡＥＫ并未溶解在树脂基体中，仍然稳定的存在于层间，复合材料层合板内部的韧性层均匀分布于层合板各处。２．２増韧周期对于层合板抗冲击性能的影响以３４Ｊ的能量冲击层合板，３种铺层结构低速冲击后的凹坑深度及压缩强度见表２。表２各结构ＣＡＩ性能对照层合板编号凹坑深度／ｍｍ冲击后压缩强度／ＭＰａＮＥ０．３２１５８ＥＳ１０．４０２０１ＥＳ２０．３８２００从表２中可以看出，Ｔ７００／６４２１复合材料在“离位”増韧后，冲击后压缩强度明显提高，ＥＳ１及ＥＳ２试样相对于ＮＥ试样，冲击后压缩强度提高了２６．５％，凹坑深度提高１８．７％和２５．０％，韧性层的引入减小了层合板内分层损伤的扩展，抑制了“子层”的形成。采用超声Ｃ扫描表征冲击后的复合材料层合板内部损伤，结果见图３。由图可
各结构ＣＡＩ性能对照层合板编号凹坑深度／ｍｍ冲击后压缩强度／ＭＰａＮＥ０．３２１５８ＥＳ１０．４０２０１ＥＳ２０．３８２００从表２中可以看出，Ｔ７００／６４２１复合材料在“离位”増韧后，冲击后压缩强度明显提高，ＥＳ１及ＥＳ２试样相对于ＮＥ试样，冲击后压缩强度提高了２６．５％，凹坑深度提高１８．７％和２５．０％，韧性层的引入减小了层合板内分层损伤的扩展，抑制了“子层”的形成。采用超声Ｃ扫描表征冲击后的复合材料层合板内部损伤，结果见图３。由图可知，ＮＥ层压板内部损伤比例约７１％，而ＥＳ１及ＥＳ２内部损伤面积接近，损伤比例分别为１６％和１５．７％。对照表３中ＥＳ１和ＥＳ２的冲击后压缩强度及内部损伤尺寸，两者较为接近，并没有随着韧性层数量的减少而降低，这说明冲击后压缩强度及内部损伤不仅取决于韧性层的数量，还与韧性层位置有很大的关系。图３试样冲击后内部损伤超声Ｃ扫描图［（ａ）ＮＥ试样；（ｂ）ＥＳ１试样；（ｃ）ＥＳ１试样］表３３种铺层结构的内部损伤尺寸及比例试样编号损伤区外轮廓尺寸／ｍｍ面积／ｍｍ２损伤比例／％ＮＥ１２４×８６１０６６４７１ＥＳ１４９×４９２４０１１６ＥＳ２４９×４８２３５２１５．７ＥＳ１和ＥＳ２结构层合板在凹坑深度及超声Ｃ扫描图在损伤区颜色上的差别，体现了全周期増韧与间隔周期増韧的差异，损伤区的超声Ｃ扫描图颜色变化在一定程度上揭示了冲击后形成子层的数量，层合板在紫色区域较黄色区域形成了更多的子层。虽然ＥＳ１结构层合板与ＥＳ２结构层合板的损伤接近，
【参考文献】：
期刊论文
[1]RTM用ES-Fabric增强织物的制备及其复合材料性能研究[J]. 闫丽,安学锋,董慧民,益小苏. 化工新型材料. 2016(04)
[2]“离位”增韧T800H/5228ES复合材料的制备与性能研究[J]. 闫丽,安学锋,董慧民,刘立朋,益小苏. 化工新型材料. 2015(09)
[3]离位增韧复合材料层合板准静态压入实验研究[J]. 谢宗蕻,张磊,苏霓,马宏毅,闫丽,崔海涛. 材料工程. 2011(01)
[4]RTM技术在大飞机复合材料构件上的应用[J]. 张保平,王运生. 航空制造技术. 2007(12)
[5]RTM技术的发展及在航空工业的应用[J]. 李萍,陈祥宝. 材料工程. 1998(01)
硕士论文
[1]高温环氧树脂“离位”RTM工艺及“离位”增韧技术研究[D]. 孙健生.北京航空材料研究院 2007
本文编号：2957294
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