多壁碳纳米管对Ti/Cf/PMR聚酰亚胺超混杂层板力学性能影响研究

发布时间：2021-05-16 02:50

　　纤维金属层板作为一种超混杂层板,综合了金属合金与纤维复合材料的优点,具有独特的疲劳特性以及抗冲击性能。因其由纤维复合材料和金属材料交替铺叠而成,导致界面体系复杂,存在纤维/树脂、金属/树脂界面,其中金属/树脂界面相对脆弱。界面性能的好坏直接影响到层板层间结合及应力传递,决定了纤维金属层板的综合性能及失效行为。因此开展纤维金属层板的界面性能改性具有重要意义。本文首先将不同百分含量（0wt%,2.5wt%,5wt%和7.5wt%）的多壁碳纳米管（MWCNT）利用超声分散法均匀分散于PMR聚酰亚胺树脂中,随后进行了拉伸剪切以及I型断裂韧性试验,并通过SEM对失效形貌进行了观察和分析。试验结果表明当MWCNT含量为5wt%时,对Ti/PMR聚酰亚胺界面增强效果最为显著。结合Ti/PMR聚酰亚胺界面模型分析可知当MWCNT处于界面区时,MWCNT分散聚酰亚胺基体载荷,承载外力并消耗断裂能量,同时阻止裂纹在Ti/PMR聚酰亚胺界面中扩展,进而提升界面结合强度。其次,在Ti/Cf/PMR聚酰亚胺层合板的底胶层或底胶层及碳纤维增强聚酰亚胺复合材料树脂中添加MWCNT,探究界面性能提升后对层板静态力学（... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 纤维金属层板界面性能概述
        1.1.1 纤维金属层板概述
        1.1.2 复合材料界面理论
        1.1.3 纤维金属层板界面性能研究进展
    1.2 碳纳米管增强复合材料概述
        1.2.1 碳纳米管概述
        1.2.2 碳纳米管受载失效模式
        1.2.3 碳纳米管增强复合材料研究进展
    1.3 本文的研究意义及研究内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章 添加MWCNT的Ti/Cf/PMR聚酰亚胺超混杂层板制备
    2.1 多壁碳纳米管在树脂中的分散研究
        2.1.1 试验原料及设备
        2.1.2 MWCNT分散试验
    2.2 含有MWCNT预浸料的制备
        2.2.1 试验原料及设备
        2.2.2 预浸料制备流程
    2.3 含有MWCNT的Ti/CF/PMR聚酰亚胺超混杂层板制备
        2.3.1 试验原料及设备
        2.3.2 钛板的表面处理
        2.3.3 底胶喷涂工艺
        2.3.4 铺层方式
        2.3.5 热压固化工艺
    2.4 本章小结
第三章 碳纳米管对Ti/PMR聚酰亚胺层间界面性能影响研究
    3.1 拉伸剪切性能研究
        3.1.1 拉伸剪切测试
        3.1.2 试验结果分析
        3.1.3 单搭剪切失效模式分析
        3.1.4 增强机理分析
    3.2 I型层间断裂韧性研究
        3.2.1 I型层间断裂韧性试验
        3.2.2 断裂韧性结果分析
        3.2.3 I型断裂韧性失效模式分析
        3.2.4 I型层间断裂韧性增强机理分析
    3.3 本章小结
第四章 底胶树脂层含MWCNT的Ti/Cf/PMR聚酰亚胺层板力学性能研究
    4.1 Ti/Cf/PMR层板层间剪切性能研究
        4.1.1 层间剪切性能测试
        4.1.2 层间剪切测试结果分析
        4.1.3 层间剪切失效模式分析
        4.1.4 MWCNT对层间剪切性能增强机理分析
    4.2 Ti/Cf/PMR弯曲性能研究
        4.2.1 弯曲性能测试
        4.2.2 弯曲性能测试结果分析
        4.2.3 弯曲失效模式分析
        4.2.4 MWCNT增强层板弯曲性能分析
    4.3 Ti/Cf/PMR拉伸性能研究
        4.3.1 拉伸性能测试
        4.3.2 拉伸测试结果分析
        4.3.3 拉伸失效模式分析
        4.3.4 MWCNT对层板拉伸性能增强分析
    4.4 Ti/Cf/PMR层板抗冲击性能研究
        4.4.1 抗冲击性能测试
        4.4.2 抗冲击试验结果分析
        4.4.3 层板冲击失效模式及MWCNT对冲击性能增强机理分析
    4.5 本章小结
第五章 预浸料及底胶层树脂中含有MWCNT的Ti/Cf/PMR聚酰亚胺层板力学性能研究
    5.1 预浸料及底胶添加MWCNT后层板力学性能分析
        5.1.1 Ti/Cf/PMR聚酰亚胺层板层间剪切性能
        5.1.2 Ti/Cf/PMR聚酰亚胺层板弯曲性能
        5.1.3 Ti/Cf/PMR聚酰亚胺层板拉伸性能
        5.1.4 Ti/Cf/PMR聚酰亚胺层板冲击性能
    5.2 预浸料树脂及底胶层含有MWCNT层板失效模式及增强机理分析
        5.2.1 Ti/Cf/PMR层间剪切失效及增强机理分析
        5.2.2 Ti/Cf/PMR弯曲失效及增强机理分析
        5.2.3 Ti/Cf/PMR拉伸失效及增强机理分析
        5.2.4 Ti/Cf/PMR冲击失效及增强机理分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3188823