布带缠绕针刺C/C复合材料的制备与性能研究

发布时间：2021-01-28 04:34

　　针刺成型是一种炭纤维预制体成型技术,具有生产周期短、成本低、工艺简单、自动化程度高、可制作大型复杂形状和薄壁制品等优点,是火箭发动机喷管扩张段增强预制体成型技术的发展方向。本课题在布带缠绕针刺工艺的基础上引入了轴向、环向及双斜向连续纤维,设计和成型了四种新型结构针刺圆筒预制体:1#针刺预制体采用环向布带+环向炭纤维束循环针刺成型;2#针刺预制体采用环向布带+环向炭纤维束+轴向炭纤维无纬布循环针刺成型;3#针刺预制体采用环向布带+环向炭纤维束+轴向炭纤维无纬布+双斜向炭纤维无纬布循环针刺成型;4#预制体内层采用与1#预制体相同的结构,外层采用轴向炭纤维无纬布+环向炭纤维束+双斜向炭纤维无纬布循环针刺成型;1³#针刺预制体壁厚为20mm,4#针刺预制体内外层厚度分别为10mm。制备布带缠绕针刺炭/炭（C/C）复合材料,研究不同针刺预制体结构制备的布带缠绕针刺C/C复合材料性能的变化规律,探讨C/C复合材料结构与性能的关联,为喷管扩张段的材料应用进行探索研究。论文的主要研究内容如下:通过对针刺预制体进行扫描电子显微分析,预制体面内主要是布带纤维、无纬布纤维、炭纤维束和网... 

【文章来源】：航天动力技术研究院陕西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 C/C复合材料概述
    1.2 炭纤维预制体
    1.3 针刺预制体的国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
        1.3.3 影响针刺预制体性能的主要因素
    1.4 C/C复合材料的性能及影响因素
        1.4.1 C/C复合材料的力学性能及其影响因素
        1.4.2 C/C复合材料的热物理性能及其影响因素
    1.5 课题研究背景及意义
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 研究意义
    1.6 主要研究内容
2 试验设计与方法
    2.1 原材料
        2.1.1 炭纤维的选择
        2.1.2 布带的选择
    2.2 布带缠绕针刺预制体性能研究
        2.2.1 预制体密度
        2.2.2 纤维体积分数
    2.3 布带缠绕针刺C/C复合材料性能研究
        2.3.1 力学及热物理性能测试
        2.3.2 微观结构的表征
    2.4 本章小结
3 布带缠绕针刺预制体的成型与特性
    3.1 布带缠绕针刺预制体的设计及成型
        3.1.1 针刺工艺的选择
        3.1.2 布带缠绕针刺预制体的结构设计
    3.2 布带缠绕针刺预制体密度及纤维体积分数
    3.3 布带缠绕针刺预制体的组织结构
        3.3.1 布带缠绕针刺预制体的宏观形貌
        3.3.2 布带缠绕针刺预制体X-Y向纤维结构
        3.3.3 布带缠绕针刺预制体Z向纤维结构
        3.3.4 布带缠绕针刺预制体整体结构
    3.4 本章小结
4 布带缠绕针刺C/C复合材料的力学性能研究
    4.1 布带缠绕针刺C/C复合材料的致密化和组织结构
        4.1.1 布带缠绕针刺C/C复合材料的致密化
        4.1.2 布带缠绕针刺C/C复合材料的偏光显微结构
    4.2 布带缠绕针刺C/C复合材料的拉伸性能
        4.2.1 轴向拉伸性能
        4.2.2 环向拉伸性能
    4.3 布带缠绕针刺C/C复合材料的压缩性能
    4.4 布带缠绕针刺C/C复合材料的弯曲性能
    4.5 布带缠绕针刺C/C复合材料的剪切性能
    4.6 本章小结
5 布带缠绕针刺C/C复合材料的热物理性能研究
    5.1 布带缠绕针刺C/C复合材料的热常数
        5.1.1 布带缠绕针刺C/C复合材料的比热容
        5.1.2 布带缠绕针刺C/C复合材料的导热性能
    5.2 布带缠绕针刺C/C复合材料的轴向热膨胀系数
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：3004364