樹脂基三維四向編織復(fù)合材料熱老化后彎曲性能的研究.pdf

1、三維編織復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比剛度、良好的抗沖擊性能、高的損容限、優(yōu)異的整體受力性能以及材料結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用來制造航空航天各種結(jié)構(gòu)的主要承載構(gòu)件。飛行器在飛行過程中，有些部件的表面溫度很高，而且作為結(jié)構(gòu)件在使用中多數(shù)會(huì)遭遇彎曲荷載作用，因而采用的復(fù)合材料必須具有長期的耐高溫老化后的彎曲性能。本課題正是基于這一事實(shí)，主要研究了不同老化溫度和不同老化時(shí)間對(duì)樹脂基三維四向編織復(fù)合材料彎曲性能的影響規(guī)律。并比較了在同樣試驗(yàn)條件下

2、三維四向編織復(fù)合材料和層合復(fù)合材料彎曲性能，從而分析不同增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)對(duì)樹脂基復(fù)合材料彎曲性能的影響。
　　 以基體樹脂Tg=120℃為分界點(diǎn)選取了四個(gè)老化溫度(90℃＜Tg，120℃=Tg，150℃、180℃＞Tg)對(duì)環(huán)氧基樹脂及其復(fù)合材料做持續(xù)13天的熱空氣老化實(shí)驗(yàn)，得到如下結(jié)論:
　　 (1)紅外光譜(IR)分析結(jié)果表明，在90℃下，環(huán)氧基樹脂只發(fā)生物理老化;在120℃時(shí)，老化前期只有物理老化，隨著時(shí)間的延長，發(fā)生部分

3、化學(xué)老化，在高于120℃時(shí)，化學(xué)老化加劇。
　　 (2)在不同的老化溫度下，材料的質(zhì)量保留率都呈指數(shù)規(guī)律下降，老化溫度越高，下降速率加快，并在180℃時(shí)出現(xiàn)了急劇下降。
　　 (3)對(duì)兩種復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在不大于120℃的溫度下進(jìn)行老化時(shí)，復(fù)合材料的Tg呈指數(shù)規(guī)律上升;在高于120℃時(shí)，復(fù)合材料的Tg在一天的老化時(shí)間內(nèi)迅速上升，但隨著老化時(shí)間的延長上升速率減緩。
　　 (4)采用光

4、學(xué)顯微鏡對(duì)未老化和老化后復(fù)合材料的彎曲斷裂面進(jìn)行了觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)材料破壞都是從受壓面開始的。
　　 (5)采用SEM對(duì)兩種復(fù)合材料剖面進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)熱老化后纖維之間有縫隙產(chǎn)生，纖維表面粘附的樹脂減少，樹脂碎片從纖維表面脫落，復(fù)合材料界面脫粘且出現(xiàn)纖維拔出的現(xiàn)象，且隨著老化溫度的升高界面破壞越來越嚴(yán)重。
　　 (6)靜態(tài)力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明:在所有溫度下老化時(shí)，材料的彎曲強(qiáng)度都呈指數(shù)規(guī)律下降，且溫度越高強(qiáng)度下降越明顯，在不高于