針刺成型是一種炭纖維預制體成型技術,具有生產(chǎn)周期短、成本低、工藝簡單、自動化程度高、可制作大型復雜形狀和薄壁制品等優(yōu)點,是火箭發(fā)動機噴管擴張段增強預制體成型技術的發(fā)展方向。本課題在布帶纏繞針刺工藝的基礎上引入了軸向、環(huán)向及雙斜向連續(xù)纖維,設計和成型了四種新型結(jié)構(gòu)針刺圓筒預制體:1#針刺預制體采用環(huán)向布帶+環(huán)向炭纖維束循環(huán)針刺成型;2#針刺預制體采用環(huán)向布帶+環(huán)向炭纖維束+軸向炭纖維無緯布循環(huán)針刺成型;3#針刺預制體采用環(huán)向布帶+環(huán)向炭纖維束+軸向炭纖維無緯布+雙斜向炭纖維無緯布循環(huán)針刺成型;4#預制體內(nèi)層采用與1#預制體相同的結(jié)構(gòu),外層采用軸向炭纖維無緯布+環(huán)向炭纖維束+雙斜向炭纖維無緯布循環(huán)針刺成型;1³#針刺預制體壁厚為20mm,4#針刺預制體內(nèi)外層厚度分別為10mm。制備布帶纏繞針刺炭/炭（C/C）復合材料,研究不同針刺預制體結(jié)構(gòu)制備的布帶纏繞針刺C/C復合材料性能的變化規(guī)律,探討C/C復合材料結(jié)構(gòu)與性能的關聯(lián),為噴管擴張段的材料應用進行探索研究。論文的主要研究內(nèi)容如下:通過對針刺預制體進行掃描電子顯微分析,預制體面內(nèi)主要是布帶纖維、無緯布纖維、炭纖維束和網(wǎng)... 

【文章來源】：航天動力技術研究院陜西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
    1.1 C/C復合材料概述
    1.2 炭纖維預制體
    1.3 針刺預制體的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 影響針刺預制體性能的主要因素
    1.4 C/C復合材料的性能及影響因素
        1.4.1 C/C復合材料的力學性能及其影響因素
        1.4.2 C/C復合材料的熱物理性能及其影響因素
    1.5 課題研究背景及意義
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 研究意義
    1.6 主要研究內(nèi)容
2 試驗設計與方法
    2.1 原材料
        2.1.1 炭纖維的選擇
        2.1.2 布帶的選擇
    2.2 布帶纏繞針刺預制體性能研究
        2.2.1 預制體密度
        2.2.2 纖維體積分數(shù)
    2.3 布帶纏繞針刺C/C復合材料性能研究
        2.3.1 力學及熱物理性能測試
        2.3.2 微觀結(jié)構(gòu)的表征
    2.4 本章小結(jié)
3 布帶纏繞針刺預制體的成型與特性
    3.1 布帶纏繞針刺預制體的設計及成型
        3.1.1 針刺工藝的選擇
        3.1.2 布帶纏繞針刺預制體的結(jié)構(gòu)設計
    3.2 布帶纏繞針刺預制體密度及纖維體積分數(shù)
    3.3 布帶纏繞針刺預制體的組織結(jié)構(gòu)
        3.3.1 布帶纏繞針刺預制體的宏觀形貌
        3.3.2 布帶纏繞針刺預制體X-Y向纖維結(jié)構(gòu)
        3.3.3 布帶纏繞針刺預制體Z向纖維結(jié)構(gòu)
        3.3.4 布帶纏繞針刺預制體整體結(jié)構(gòu)
    3.4 本章小結(jié)
4 布帶纏繞針刺C/C復合材料的力學性能研究
    4.1 布帶纏繞針刺C/C復合材料的致密化和組織結(jié)構(gòu)
        4.1.1 布帶纏繞針刺C/C復合材料的致密化
        4.1.2 布帶纏繞針刺C/C復合材料的偏光顯微結(jié)構(gòu)
    4.2 布帶纏繞針刺C/C復合材料的拉伸性能
        4.2.1 軸向拉伸性能
        4.2.2 環(huán)向拉伸性能
    4.3 布帶纏繞針刺C/C復合材料的壓縮性能
    4.4 布帶纏繞針刺C/C復合材料的彎曲性能
    4.5 布帶纏繞針刺C/C復合材料的剪切性能
    4.6 本章小結(jié)
5 布帶纏繞針刺C/C復合材料的熱物理性能研究
    5.1 布帶纏繞針刺C/C復合材料的熱常數(shù)
        5.1.1 布帶纏繞針刺C/C復合材料的比熱容
        5.1.2 布帶纏繞針刺C/C復合材料的導熱性能
    5.2 布帶纏繞針刺C/C復合材料的軸向熱膨脹系數(shù)
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果



本文編號：3004364