碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料熱解動(dòng)力學(xué)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-05 04:26
碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料現(xiàn)已被用于輕小型飛機(jī)整身制造,涉及應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣?紤]到飛機(jī)作為最為安全的交通工具,一旦受某種因素影響而產(chǎn)生熱分解,造成的危害不能被及時(shí)響應(yīng)和處理,后果將極其嚴(yán)重,所以掌握其熱解特征很有必要且意義重大。本文利用熱重—差熱同步分析法對(duì)比研究以環(huán)氧樹脂為基體的碳纖維雙向編織布、碳纖維單向預(yù)浸料和碳纖維夾層板三種典型用于飛機(jī)制造的碳纖維復(fù)合材料,在不同升溫速率、不同結(jié)構(gòu)形態(tài)、不同氣氛?qǐng)鲇绊懴聼峤膺^程中物質(zhì)參與、熱解反應(yīng)特征及反應(yīng)變化規(guī)律。利用熱場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡測(cè)試三種材料分別放大1500倍的形貌圖像,且分別取三種復(fù)合材料在其熱解特征溫度下的熱解殘余進(jìn)行掃描電鏡測(cè)試。運(yùn)用熱解動(dòng)力學(xué)微分法(Kissinger法)和積分法(Flynn-Wall-Ozawa法)分段對(duì)熱解過程中表觀活化能值進(jìn)行求解,并結(jié)合熱分析從性質(zhì)和數(shù)理兩個(gè)角度對(duì)復(fù)合材料熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究。根據(jù)三種復(fù)合材料形貌圖像證明,碳纖維與環(huán)氧樹脂基體界面屬表面粘合增強(qiáng)方式。掃描電鏡所得三種復(fù)合材料熱解特征溫度下熱解殘余形貌圖像,進(jìn)一步確定了材料熱解每個(gè)階段物質(zhì)參與。熱重—差熱同步分析研究表明:升溫速率對(duì)碳纖維復(fù)合材...
【文章來源】:沈陽(yáng)航空航天大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
主要符號(hào)表
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究目的和意義
1.1.1 先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料概述
1.1.2 碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料概述
1.1.3 課題背景和研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 熱分析研究現(xiàn)狀
1.2.2 熱解動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
1.3 存在的問題及主要研究?jī)?nèi)容
1.3.1 存在的問題
1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)樣品制備及測(cè)試方案
2.1 實(shí)驗(yàn)樣品制備
2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案
第3章 碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料熱分析
3.1 熱解反應(yīng)物質(zhì)參與
3.1.1 樣品形貌圖像分析
3.1.2 樣品熱解反應(yīng)過程特征
3.1.3 樣品熱解反應(yīng)過程物質(zhì)參與
3.2 熱重影響因素分析
3.2.1 不同升溫速率對(duì)熱解的影響
3.2.2 不同結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)熱解的影響
3.2.3 不同氣氛對(duì)熱解的影響
3.3 熱解反應(yīng)熱量變化分析
3.3.1 環(huán)氧樹脂基體
3.3.2 碳纖維雙向編織布
3.3.3 碳纖維單向預(yù)浸料
3.3.4 碳纖維夾層板
3.4 熱穩(wěn)定性分析
第4章 碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料熱解動(dòng)力學(xué)
4.1 微分法熱解動(dòng)力學(xué)分析
4.2 積分法熱解動(dòng)力學(xué)分析
4.3 熱穩(wěn)定性分析
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]從跟蹤發(fā)展到自主創(chuàng)新,走出獨(dú)特的國(guó)產(chǎn)碳纖維創(chuàng)新體系——訪碳纖維專家徐樑華教授[J]. 田恬. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(08)
[2]碳纖維復(fù)合材料熱防護(hù)涂層的研究[J]. 李霞,王曉潔,劉新東. 化工新型材料. 2016(04)
[3]Nanoparticle type effects on flexural, interfacial and vibration properties of GFRE composites[J]. U.A.Khashaba. Chinese Journal of Aeronautics. 2016(02)
[4]碳纖維復(fù)合材料FSS電磁傳輸損耗性能研究[J]. 周棟,徐任信,王鈞,劉成國(guó),葉園,張斌,楊小利. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
[5]用Diamond TG/DTA熱重/差熱綜合熱分析儀在外加磁場(chǎng)下研究磁性材料相轉(zhuǎn)變[J]. 畢四軍,隋文波,李華,張晶,薛德勝. 分析測(cè)試技術(shù)與儀器. 2015(01)
[6]碳纖維及其復(fù)合材料在軍工領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 李建利,趙帆,張?jiān)?張新元. 合成纖維. 2014(03)
[7]基辛格方程的研究與發(fā)展[J]. 黃川,楊洪濤,李翔宇,成一. 火炸藥學(xué)報(bào). 2014(01)
[8]碳纖維表面改性及對(duì)其復(fù)合材料性能的影響[J]. 王源升,朱珊珊,姚樹人,周慧慧,石繼梅. 高分子材料科學(xué)與工程. 2014(02)
[9]掃描電鏡的發(fā)展及其在聚合物材料研究中的應(yīng)用[J]. 劉徹. 中山大學(xué)研究生學(xué)刊(自然科學(xué).醫(yī)學(xué)版). 2013(04)
[10]碳纖維/雙馬樹脂基復(fù)合材料在熱循環(huán)過程中熱應(yīng)力分布的數(shù)值模擬[J]. 于祺,陳平,陸春. 材料研究學(xué)報(bào). 2012(06)
博士論文
[1]碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度關(guān)鍵影響因素研究[D]. 張敏.山東大學(xué) 2010
本文編號(hào):3119133
【文章來源】:沈陽(yáng)航空航天大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
主要符號(hào)表
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究目的和意義
1.1.1 先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料概述
1.1.2 碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料概述
1.1.3 課題背景和研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 熱分析研究現(xiàn)狀
1.2.2 熱解動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
1.3 存在的問題及主要研究?jī)?nèi)容
1.3.1 存在的問題
1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)樣品制備及測(cè)試方案
2.1 實(shí)驗(yàn)樣品制備
2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案
第3章 碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料熱分析
3.1 熱解反應(yīng)物質(zhì)參與
3.1.1 樣品形貌圖像分析
3.1.2 樣品熱解反應(yīng)過程特征
3.1.3 樣品熱解反應(yīng)過程物質(zhì)參與
3.2 熱重影響因素分析
3.2.1 不同升溫速率對(duì)熱解的影響
3.2.2 不同結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)熱解的影響
3.2.3 不同氣氛對(duì)熱解的影響
3.3 熱解反應(yīng)熱量變化分析
3.3.1 環(huán)氧樹脂基體
3.3.2 碳纖維雙向編織布
3.3.3 碳纖維單向預(yù)浸料
3.3.4 碳纖維夾層板
3.4 熱穩(wěn)定性分析
第4章 碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料熱解動(dòng)力學(xué)
4.1 微分法熱解動(dòng)力學(xué)分析
4.2 積分法熱解動(dòng)力學(xué)分析
4.3 熱穩(wěn)定性分析
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]從跟蹤發(fā)展到自主創(chuàng)新,走出獨(dú)特的國(guó)產(chǎn)碳纖維創(chuàng)新體系——訪碳纖維專家徐樑華教授[J]. 田恬. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(08)
[2]碳纖維復(fù)合材料熱防護(hù)涂層的研究[J]. 李霞,王曉潔,劉新東. 化工新型材料. 2016(04)
[3]Nanoparticle type effects on flexural, interfacial and vibration properties of GFRE composites[J]. U.A.Khashaba. Chinese Journal of Aeronautics. 2016(02)
[4]碳纖維復(fù)合材料FSS電磁傳輸損耗性能研究[J]. 周棟,徐任信,王鈞,劉成國(guó),葉園,張斌,楊小利. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
[5]用Diamond TG/DTA熱重/差熱綜合熱分析儀在外加磁場(chǎng)下研究磁性材料相轉(zhuǎn)變[J]. 畢四軍,隋文波,李華,張晶,薛德勝. 分析測(cè)試技術(shù)與儀器. 2015(01)
[6]碳纖維及其復(fù)合材料在軍工領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 李建利,趙帆,張?jiān)?張新元. 合成纖維. 2014(03)
[7]基辛格方程的研究與發(fā)展[J]. 黃川,楊洪濤,李翔宇,成一. 火炸藥學(xué)報(bào). 2014(01)
[8]碳纖維表面改性及對(duì)其復(fù)合材料性能的影響[J]. 王源升,朱珊珊,姚樹人,周慧慧,石繼梅. 高分子材料科學(xué)與工程. 2014(02)
[9]掃描電鏡的發(fā)展及其在聚合物材料研究中的應(yīng)用[J]. 劉徹. 中山大學(xué)研究生學(xué)刊(自然科學(xué).醫(yī)學(xué)版). 2013(04)
[10]碳纖維/雙馬樹脂基復(fù)合材料在熱循環(huán)過程中熱應(yīng)力分布的數(shù)值模擬[J]. 于祺,陳平,陸春. 材料研究學(xué)報(bào). 2012(06)
博士論文
[1]碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度關(guān)鍵影響因素研究[D]. 張敏.山東大學(xué) 2010
本文編號(hào):3119133
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