超薄碳纤维复合材料的制备及屏蔽性研究

发布时间：2023-03-11 14:51

　　碳纤维复合材料因其具备轻质高强等优点已在航空航天领域得到了大量的使用。近年来,随着人工智能、大数据和5G通讯的兴起,制造业朝着信息化和智能化快速发展,这要求复合材料不仅要具备优异的力学性能,还需要拥有良好的电磁屏蔽特性。因此,如何提高复合材料的电磁屏蔽效能逐步成为近年来学者研究的热点。目前,国内外学者在改善复合材料电磁屏蔽效能方面已经进行了大量的研究并取得了一定的成果。现在提高复合材料电磁屏蔽效能的有效途径是在树脂基体中添加导电填料,通过增加导电填料的含量改善复合材料的导电性和电磁屏蔽效能。这类方法虽然有效的提高了复合材料的电磁屏蔽效能,但是导致其力学性能损失较大。为寻求提高复合材料电磁屏蔽效能的新途径,达到协同增强复合材料力学性能和电磁屏蔽效能的目的。本文从复合材料的介观尺度出发,通过降低预浸料的厚度调控复合材料内部的微观结构,减少复合材料层间树脂富集区和孔隙等缺陷的尺度和比例,提升复合材料内部导电网格的质量,最终实现协同增强碳纤维复合材料力学性能和电磁屏蔽效能的目的。本文的主要工作内容及结论如下:(1)采用气动-机械组合工艺,经过模拟分析及实验验证,搭建了碳纤维宽展-预浸一体化实验...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景
    1.3 研究目的及意义
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 超薄碳纤维复合材料的研究现状
        1.4.2 碳纤维复合材料电磁屏蔽性能研究现状
    1.5 本文研究内容
2 超薄碳纤维预浸料的制备及表征
    2.1 碳纤维宽展理论的研究
    2.2 实验平台的理论分析与计算
        2.2.1 碳纤维张力的分析计算
        2.2.2 气动宽展系统的分析计算
        2.2.3 加热预浸系统功率的计算及选择
    2.3 实验平台的主要组成及功能
    2.4 碳纤维预浸料的制备工艺流程
    2.5 碳纤维预浸料微观结构的表征
    2.6 本章小结
3 复合材料层合板的制备及微观结构表征
    3.1 实验材料及设备
    3.2 复合材料层合板的制备
    3.3 层合板微观结构的表征
        3.3.1 层合板中碳纤维的分布
        3.3.2 层合板内部孔隙率的测试表征
        3.3.3 层合板中树脂富集区的统计分析
    3.4 本章小结
4 复合材料层合板拉伸力学测试分析
    4.1 拉伸试样的制备
        4.1.1 拉伸试样制样标准
        4.1.2 拉伸试样的制备流程
    4.2 搭建拉伸测试平台
    4.3 力学测试结果及分析
    4.4 本章小结
5 复合材料层合板导电性及电磁屏蔽性能测试分析
    5.1 导电性测试试样的制备
    5.2 导电性测试方法及标准
        5.2.1 层合板静态电阻率的测试
        5.2.2 温度载荷下层合板电阻率的测试
        5.2.3 拉伸载荷下层合板电阻率的测试
    5.3 导电性测试结果及分析
    5.4 复合材料层合板电磁屏蔽机理分析
    5.5 电磁屏蔽效能的理论计算及分析
        5.5.1 层合板静态电磁屏蔽效能理论计算及分析
        5.5.2 温度载荷下层合板屏蔽效能理论计算及分析
        5.5.3 拉伸载荷下层合板屏蔽效能理论计算及分析
    5.6 电磁屏蔽效能测试标准及方法
    5.7 电磁屏蔽效能测试结果及分析
    5.8 本章小结
结论及展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
个人简介、攻读硕士学位期间取得的学术成果



本文编号：3759721