碳纤维织物增强聚醚醚酮基（CFF/PEEK）航空复合材料的制备及其界面改性
发布时间：2022-01-13 17:29
由于成型速度快、可回收、损伤容限高等优势,碳纤维织物（Carbon fiber fabrics,CFF）增强热塑性复合材料近些年发展迅猛。聚醚醚酮（Polyetheretherketone,PEEK）由于具有优异的力学性能、耐化学腐蚀、抗疲劳及热稳定性,是一种有潜力的先进热塑性复合材料基体。但是,PEEK的熔融粘度大,对丝束密集的CFF浸渍比较困难,纤维与基体的相互作用较弱,仍是碳纤维织物增强聚醚醚酮基（CFF/PEEK）热塑性复合材料成型面临的巨大难题,限制了其应用。本文采用热压法制备CFF/PEEK复合材料。采用示差扫描量热法（differential scanning calorimetry,DSC）、热失重分析（thermal gravity analysis,TGA）等测试手段对PEEK性能进行表征,研究了热压温度、压力等工艺参数对复合材料综合力学性能的影响规律,最终确定的优化工艺条件为:热压温度395°C,热压压力2.5MPa。在优化工艺条件下制备出的CFF/PEEK复合材料的拉伸强度为714.29MPa,弯曲强度为955.84MPa,层间剪切强度为51.91MPa,冲击强...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维增强热塑性复合材料在航空构件上使用的发展历程
1.1.1 复合材料是大飞机制造的四大核心技术之一轻质高强是材料发展的永恒主题。复合材料具有比强度和比刚度高等优异特性，其应用于飞机可大幅减轻结构重量，降低油耗，减少污染；同时，复合材料良好的抗疲劳和抗腐蚀性，可提高飞机寿命和安全性。如今，复合材料被列为大飞机制造的核心技术之一，与发动机、电子控制、设计相提并论。自上世纪 70年代以来，复合材料代替金属材料已成为航空用材的主要发展趋势，其用量也成为衡量新一代民用飞机先进性的重要标志。目前，波音公司 B787 和空客公司A350 机型的复合材料用量占全机结构重量的 50%以上（如图 1-2a）；空客 A380的机翼前缘、垂尾、发动机整流罩等零部件均采用树脂基复合材料（图 1-3），占非承力件的 65%。而我国的 ARJ-21 支线飞机用量仅为 1.5%， C919 仅为 12.5%（如图 1-2b），很大一部的构件仍只能采用金属材料，高性能民用航空复合材料的研发能力相对滞后[5-6]。国外对我国严密封锁航空复合材料的关键技术，严重制约我国民用航空制造业的发展。因此，要实现民机制造技术突破，开展复合材料的应用基础研究势在必行。
很大一部的构件仍只能采用金属材料，高性能民用航相对滞后[5-6]。国外对我国严密封锁航空复合材料的关键用航空制造业的发展。因此，要实现民机制造技术突破，础研究势在必行。音、和空客和中国商飞公司民用商用飞机上的复合材料用量；(b空机型在复合材料质量分数用量上的对比[5]。中国商飞
【参考文献】：
期刊论文
[1]纺织结构碳纤维增强尼龙基复合材料的成型加工及力学性能[J]. 吴玉霞,朱姝,徐英凯,景鹏展,余木火,詹亚歌,杨洋. 高分子材料科学与工程. 2015(10)
[2]碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备与性能[J]. 敖玉辉,石飞,尚垒,石富强,张会轩. 高分子材料科学与工程. 2014(06)
[3]纺织结构碳纤维增强聚苯硫醚基复合材料的制备与力学性能[J]. 姜正飞,朱姝,孙泽玉,杨洋,余木火,袁象恺. 复合材料学报. 2013(S1)
[4]界面改性剂对聚苯硫醚/碳纤维复合材料力学和热力学性能的影响[J]. 张坤,龚跃武,张守玉,王孝军,杨杰. 塑料工业. 2013(01)
[5]运输类飞机平尾失速敏感性及其试飞技术研究[J]. 张建,李勤红,屈飞舟,焦连跃. 飞行力学. 2011(05)
[6]Y-8飞机平尾积冰导致的飞行事故分析[J]. 史刚,李云. 飞行力学. 2011(05)
[7]上浆剂分子量对碳纤维表观性能及其界面性能影响研究[J]. 张如良,黄玉东,刘丽,苏丹. 材料科学与工艺. 2011(03)
[8]表面处理对碳纤维润湿性及连续纤维增强PEEK复合材料拉伸性能的影响[J]. 魏佳顺,潘蕾,陶杰,郭训忠,蒋建辉,杨浩. 纤维复合材料. 2010(04)
[9]聚苯硫醚结晶的研究现状[J]. 宋李平,董知之,张志英,崔宁,吴鹏飞,王颖. 材料导报. 2010(15)
[10]高模量碳纤维的现状及发展（1）[J]. 沈曾民,迟伟东,张学军,田艳红. 高科技纤维与应用. 2010(03)
博士论文
[1]一种热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂的研究[D]. 王运良.吉林大学 2012
硕士论文
[1]改善聚醚酰亚胺摩擦磨损性能的研究[D]. 马彦琼.吉林大学 2015
[2]碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备与研究[D]. 景鹏展.东华大学 2015
[3]碳纤维织物增强聚苯硫醚基复合材料成型工艺及性能[D]. 姜正飞.东华大学 2014
[4]连续碳纤维增强ABS及其合金[D]. 张祺鑫.北京化工大学 2012
[5]有机硅接枝改性聚苯硫醚及其性能研究[D]. 狄鑫俊.华东理工大学 2012
[6]多壁碳纳米管的表面修饰及其磺化聚醚醚酮复合膜的制备研究[D]. 杨家义.合肥工业大学 2008
本文编号：3586851
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维增强热塑性复合材料在航空构件上使用的发展历程
1.1.1 复合材料是大飞机制造的四大核心技术之一轻质高强是材料发展的永恒主题。复合材料具有比强度和比刚度高等优异特性，其应用于飞机可大幅减轻结构重量，降低油耗，减少污染；同时，复合材料良好的抗疲劳和抗腐蚀性，可提高飞机寿命和安全性。如今，复合材料被列为大飞机制造的核心技术之一，与发动机、电子控制、设计相提并论。自上世纪 70年代以来，复合材料代替金属材料已成为航空用材的主要发展趋势，其用量也成为衡量新一代民用飞机先进性的重要标志。目前，波音公司 B787 和空客公司A350 机型的复合材料用量占全机结构重量的 50%以上（如图 1-2a）；空客 A380的机翼前缘、垂尾、发动机整流罩等零部件均采用树脂基复合材料（图 1-3），占非承力件的 65%。而我国的 ARJ-21 支线飞机用量仅为 1.5%， C919 仅为 12.5%（如图 1-2b），很大一部的构件仍只能采用金属材料，高性能民用航空复合材料的研发能力相对滞后[5-6]。国外对我国严密封锁航空复合材料的关键技术，严重制约我国民用航空制造业的发展。因此，要实现民机制造技术突破，开展复合材料的应用基础研究势在必行。
很大一部的构件仍只能采用金属材料，高性能民用航相对滞后[5-6]。国外对我国严密封锁航空复合材料的关键用航空制造业的发展。因此，要实现民机制造技术突破，础研究势在必行。音、和空客和中国商飞公司民用商用飞机上的复合材料用量；(b空机型在复合材料质量分数用量上的对比[5]。中国商飞
【参考文献】：
期刊论文
[1]纺织结构碳纤维增强尼龙基复合材料的成型加工及力学性能[J]. 吴玉霞,朱姝,徐英凯,景鹏展,余木火,詹亚歌,杨洋. 高分子材料科学与工程. 2015(10)
[2]碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备与性能[J]. 敖玉辉,石飞,尚垒,石富强,张会轩. 高分子材料科学与工程. 2014(06)
[3]纺织结构碳纤维增强聚苯硫醚基复合材料的制备与力学性能[J]. 姜正飞,朱姝,孙泽玉,杨洋,余木火,袁象恺. 复合材料学报. 2013(S1)
[4]界面改性剂对聚苯硫醚/碳纤维复合材料力学和热力学性能的影响[J]. 张坤,龚跃武,张守玉,王孝军,杨杰. 塑料工业. 2013(01)
[5]运输类飞机平尾失速敏感性及其试飞技术研究[J]. 张建,李勤红,屈飞舟,焦连跃. 飞行力学. 2011(05)
[6]Y-8飞机平尾积冰导致的飞行事故分析[J]. 史刚,李云. 飞行力学. 2011(05)
[7]上浆剂分子量对碳纤维表观性能及其界面性能影响研究[J]. 张如良,黄玉东,刘丽,苏丹. 材料科学与工艺. 2011(03)
[8]表面处理对碳纤维润湿性及连续纤维增强PEEK复合材料拉伸性能的影响[J]. 魏佳顺,潘蕾,陶杰,郭训忠,蒋建辉,杨浩. 纤维复合材料. 2010(04)
[9]聚苯硫醚结晶的研究现状[J]. 宋李平,董知之,张志英,崔宁,吴鹏飞,王颖. 材料导报. 2010(15)
[10]高模量碳纤维的现状及发展（1）[J]. 沈曾民,迟伟东,张学军,田艳红. 高科技纤维与应用. 2010(03)
博士论文
[1]一种热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂的研究[D]. 王运良.吉林大学 2012
硕士论文
[1]改善聚醚酰亚胺摩擦磨损性能的研究[D]. 马彦琼.吉林大学 2015
[2]碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备与研究[D]. 景鹏展.东华大学 2015
[3]碳纤维织物增强聚苯硫醚基复合材料成型工艺及性能[D]. 姜正飞.东华大学 2014
[4]连续碳纤维增强ABS及其合金[D]. 张祺鑫.北京化工大学 2012
[5]有机硅接枝改性聚苯硫醚及其性能研究[D]. 狄鑫俊.华东理工大学 2012
[6]多壁碳纳米管的表面修饰及其磺化聚醚醚酮复合膜的制备研究[D]. 杨家义.合肥工业大学 2008
本文编号：3586851
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