環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料微波掃描修補工藝及性能研究.pdf

1、本文以大型風(fēng)電葉片外場快速修補為研究背景，開展環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料微波掃描快速修補技術(shù)研究。采用掃描設(shè)備成功制備出熱、力學(xué)性能良好的玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，通過研究微波吸收劑對微波掃描固化速度及復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，獲得了可用于微波掃描快速修補的微波固化樹脂體系及掃描固化工藝，通過對不同修補參數(shù)復(fù)合材料力學(xué)性能的研究，確定了最佳的修補方案，成功制備出高性能保持率的修補試樣，為復(fù)合材料微波掃描快速修補奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
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2、）在研究環(huán)氧E51+DDM樹脂體系微波掃描固化特性的基礎(chǔ)上，成功制備出含膠量穩(wěn)定的玻璃纖維增強復(fù)合材料，通過實驗測試復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、短梁剪切性能、拉伸及彎曲性能，并將其與熱固化和密閉諧振腔微波固化試樣進行比較，同時借助掃描電鏡照片手段對實驗結(jié)果進行分析。實驗結(jié)果表明：在熱性能方面，微波掃描固化復(fù)合材料的Tg值與密閉諧振腔微波固化復(fù)合材料相當(dāng)，比熱固化復(fù)合材料提高了5.1℃；在力學(xué)性能方面，微波掃描固化復(fù)合材料的短梁剪切

3、強度和彎曲強度均比密閉諧振腔微波固化和熱固化得到了不同程度的提升，拉伸強度和模量比熱固化試樣分別提高了7.8％和4.5%，但比密閉諧振腔微波固化分別降低了9.8%和4.3%；在固化時間方面，微波掃描固化比熱固化節(jié)約了近70%的固化時間，但比密閉腔微波固化要長32%。
　?。?）為了進一步提高微波掃描固化速率，選用Fe3O4作為微波吸收劑添加至環(huán)氧E51+DDM樹脂體系中，研究 Fe3O4添加量對微波掃描固化速度的影響并確定最佳的F

4、e3O4添加量；制備E51+DDM+Fe3O4復(fù)合體系微波掃描固化復(fù)合材料，測量復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、短梁剪切強度、拉伸及彎曲性能，并將其與未加 Fe3O4純體系復(fù)合材料進行比較，研究 Fe3O4對復(fù)合材料性能的影響。研究結(jié)果表明：Fe3O4的加入能提高體系的吸波能力進而加快體系的反應(yīng)速率，且在添加量為1%時對體系的增速效率最高；與未加Fe3O4純體系相比，添加1% Fe3O4復(fù)合體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了1.5℃，短梁剪切強度及彎

5、曲強度分別提升了6.5%和9.0%，拉伸模量提升了5.8%，但兩者的拉伸強度相當(dāng)；在固化時間方面，添加1% Fe3O4后體系的固化時間縮短了24%，達到純體系密閉諧振腔微波固化的速度水平。
　?。?）將添加1% Fe3O4環(huán)氧體系應(yīng)用于復(fù)合材料的修補，制備不同修補參數(shù)包括修補鋪層不同鋪覆方式、不同挖補角度及有無添加覆蓋層微波掃描修補試樣，測量試樣的拉伸性能及修補面加載與背面加載的彎曲性能，通過性能比較確定最佳的修補方案；設(shè)計實驗將