織物結(jié)構(gòu)對2.5D-C f /Al復(fù)合材料組織與力學(xué)性能的影響研究
發(fā)布時間:2021-05-18 09:22
連續(xù)碳纖維增強鋁基復(fù)合材料(Cf/Al復(fù)合材料)具有高比強度、高比模量、低熱膨脹系數(shù)及良好的耐熱和抗老化性能,在航空航天及國防尖端技術(shù)領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。三維角聯(lián)鎖(2.5D)織物增強復(fù)合材料具有良好的結(jié)構(gòu)整體性和各向性能可設(shè)計性,是近年來出現(xiàn)的一種新型結(jié)構(gòu)復(fù)合材料,目前研究主要集中在2.5D織物增強樹脂基和陶瓷基復(fù)合材料領(lǐng)域,而關(guān)于2.5D織物增強鋁基復(fù)合材料的研究報道較少且僅限于材料制備方面,缺乏織物結(jié)構(gòu)對其宏觀力學(xué)性能影響及斷裂失效機理的研究,難以為其制備工藝和織物結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論指導(dǎo)。本文以鋁合金ZL301為基體,以淺交彎聯(lián)、淺交直聯(lián)、層聯(lián)結(jié)構(gòu)的2.5D機織物為增強體,采用真空輔助壓力浸滲法制備了2.5D織物增強Cf/Al復(fù)合材料(2.5D-Cf/Al復(fù)合材料)。研究了織物結(jié)構(gòu)對2.5D-Cf/Al復(fù)合材料致密度與組織的影響,分析了織物結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料經(jīng)/緯向拉伸和彎曲力學(xué)性能的影響規(guī)律;針對淺交彎聯(lián)結(jié)構(gòu)2.5D-Cf/Al復(fù)合材料,研究了織物經(jīng)/緯向纖維比例與復(fù)合...
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 C_f/Al復(fù)合材料及其應(yīng)用
1.2.1 基體鋁合金
1.2.2 增強體碳纖維
1.2.3 C_f/Al復(fù)合材料界面
1.2.4 C_f/Al復(fù)合材料的應(yīng)用
1.3 C_f/Al復(fù)合材料的制備方法
1.4 2.5D織物復(fù)合材料
1.4.1 2.5D織物細觀結(jié)構(gòu)
1.4.2 2.5D織物復(fù)合材料研究現(xiàn)狀
1.5 研究目的和主要研究內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料制備及分析測試方法
2.1 復(fù)合材料制備
2.1.1 實驗材料
2.1.2 2.5D碳纖維預(yù)制體
2.1.3 實驗設(shè)備
2.1.4 制備工藝
2.2 組織性能測試方法
2.3 實驗研究方案
2.4 本章小結(jié)
第3章 織物結(jié)構(gòu)對 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料微觀組織和致密度的影響
3.1 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料浸滲理論計算與分析
3.2 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料致密度
3.3 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料微觀組織
3.3.1 細觀結(jié)構(gòu)分析
3.3.2 微觀組織分析
3.3.3 元素分布及相組成
3.3.4 界面相及其結(jié)構(gòu)形貌
3.4 本章小結(jié)
第4章 織物結(jié)構(gòu)對 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
4.1 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料拉伸力學(xué)性能
4.1.1 織物結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料拉伸強度的影響
4.1.2 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料拉伸斷口分析
4.2 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料抗彎力學(xué)性能
4.3 經(jīng)/緯向纖維比例對淺交彎聯(lián)復(fù)合材料拉伸性能的影響
4.4 淺交彎聯(lián)復(fù)合材料拉伸變形力學(xué)行為及其斷裂失效機理
4.4.1 經(jīng)向拉伸變形力學(xué)行為及斷裂機理
4.4.2 緯向拉伸變形力學(xué)行為及斷裂機理
4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2.5維自愈合C/SiC復(fù)合材料的拉伸損傷及強度[J]. 梁仕飛,矯桂瓊. 燃氣渦輪試驗與研究. 2016(02)
[2]纖維預(yù)熱溫度對2.5D-Cf/Al復(fù)合材料致密度和強度的影響[J]. 袁秀妹,余歡,王振軍,徐志鋒,朱世學(xué). 特種鑄造及有色合金. 2016(03)
[3]基體合金對連續(xù)M40石墨纖維/Al復(fù)合材料纖維損傷及斷裂機制的影響[J]. 聶明明,徐志鋒,余歡,王振軍,姚菁. 復(fù)合材料學(xué)報. 2016(12)
[4]2.5D衍生結(jié)構(gòu)SiO2f/SiO2復(fù)合材料的經(jīng)向力學(xué)性能[J]. 張劍,呂毅,趙英民. 宇航材料工藝. 2015(04)
[5]3D-Cf/Al復(fù)合材料真空氣壓浸滲工藝研究[J]. 徐鵬,徐志鋒,余歡,王振軍,姚菁,聶明明. 特種鑄造及有色合金. 2015(07)
[6]經(jīng)緯向纖維體積比例對2.5D機織復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J]. 焦亞男,仇普霞,紀(jì)高寧,徐雪偉. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[7]2.5D織物結(jié)構(gòu)與拉伸性能的研究[J]. 朱夢蝶,張立泉,郭洪偉,孫洪強. 玻璃纖維. 2014(05)
[8]真空輔助差壓浸滲制備Cf/Al復(fù)合材料的組織與性能[J]. 王振軍,陳智,張良,徐志鋒,余歡. 特種鑄造及有色合金. 2014(03)
[9]基于細觀結(jié)構(gòu)的2.5維機織復(fù)合材料強度預(yù)測模型[J]. 邱睿,溫衛(wèi)東,崔海濤. 復(fù)合材料學(xué)報. 2014(03)
[10]碳纖維/TDE85環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面性能的研究[J]. 張琳,鄭莉,遲波. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2013(03)
博士論文
[1]合金元素對Cf/Al復(fù)合材料微觀組織及性能影響[D]. 王旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]三維增強Cf/Al復(fù)合材料微觀組織與高溫力學(xué)性能研究[D]. 朱世學(xué).南昌航空大學(xué) 2016
[2]真空熱壓擴散法制備碳纖維布增強Al基復(fù)合材料組織及性能研究[D]. 李洪軍.南昌航空大學(xué) 2015
[3]預(yù)熱溫度對連續(xù)Cf/Al復(fù)合材料組織與性能的影響[D]. 鄒春紅.南昌航空大學(xué) 2013
[4]三維碳纖維增強鎂基復(fù)合材料殘余應(yīng)力的研究[D]. 謝薇.上海交通大學(xué) 2011
[5]短碳纖維增強鋁基復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 孫小嵐.東北大學(xué) 2011
[6]2.5D機織復(fù)合材料沖擊后剩余強度研究[D]. 李明.南京航空航天大學(xué) 2010
[7]2.5維機織增強材料結(jié)構(gòu)參數(shù)對經(jīng)向拉伸性能的影響[D]. 張艷紅.江南大學(xué) 2008
本文編號:3193547
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 C_f/Al復(fù)合材料及其應(yīng)用
1.2.1 基體鋁合金
1.2.2 增強體碳纖維
1.2.3 C_f/Al復(fù)合材料界面
1.2.4 C_f/Al復(fù)合材料的應(yīng)用
1.3 C_f/Al復(fù)合材料的制備方法
1.4 2.5D織物復(fù)合材料
1.4.1 2.5D織物細觀結(jié)構(gòu)
1.4.2 2.5D織物復(fù)合材料研究現(xiàn)狀
1.5 研究目的和主要研究內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料制備及分析測試方法
2.1 復(fù)合材料制備
2.1.1 實驗材料
2.1.2 2.5D碳纖維預(yù)制體
2.1.3 實驗設(shè)備
2.1.4 制備工藝
2.2 組織性能測試方法
2.3 實驗研究方案
2.4 本章小結(jié)
第3章 織物結(jié)構(gòu)對 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料微觀組織和致密度的影響
3.1 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料浸滲理論計算與分析
3.2 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料致密度
3.3 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料微觀組織
3.3.1 細觀結(jié)構(gòu)分析
3.3.2 微觀組織分析
3.3.3 元素分布及相組成
3.3.4 界面相及其結(jié)構(gòu)形貌
3.4 本章小結(jié)
第4章 織物結(jié)構(gòu)對 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
4.1 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料拉伸力學(xué)性能
4.1.1 織物結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料拉伸強度的影響
4.1.2 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料拉伸斷口分析
4.2 2.5D-C_f/Al復(fù)合材料抗彎力學(xué)性能
4.3 經(jīng)/緯向纖維比例對淺交彎聯(lián)復(fù)合材料拉伸性能的影響
4.4 淺交彎聯(lián)復(fù)合材料拉伸變形力學(xué)行為及其斷裂失效機理
4.4.1 經(jīng)向拉伸變形力學(xué)行為及斷裂機理
4.4.2 緯向拉伸變形力學(xué)行為及斷裂機理
4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2.5維自愈合C/SiC復(fù)合材料的拉伸損傷及強度[J]. 梁仕飛,矯桂瓊. 燃氣渦輪試驗與研究. 2016(02)
[2]纖維預(yù)熱溫度對2.5D-Cf/Al復(fù)合材料致密度和強度的影響[J]. 袁秀妹,余歡,王振軍,徐志鋒,朱世學(xué). 特種鑄造及有色合金. 2016(03)
[3]基體合金對連續(xù)M40石墨纖維/Al復(fù)合材料纖維損傷及斷裂機制的影響[J]. 聶明明,徐志鋒,余歡,王振軍,姚菁. 復(fù)合材料學(xué)報. 2016(12)
[4]2.5D衍生結(jié)構(gòu)SiO2f/SiO2復(fù)合材料的經(jīng)向力學(xué)性能[J]. 張劍,呂毅,趙英民. 宇航材料工藝. 2015(04)
[5]3D-Cf/Al復(fù)合材料真空氣壓浸滲工藝研究[J]. 徐鵬,徐志鋒,余歡,王振軍,姚菁,聶明明. 特種鑄造及有色合金. 2015(07)
[6]經(jīng)緯向纖維體積比例對2.5D機織復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J]. 焦亞男,仇普霞,紀(jì)高寧,徐雪偉. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[7]2.5D織物結(jié)構(gòu)與拉伸性能的研究[J]. 朱夢蝶,張立泉,郭洪偉,孫洪強. 玻璃纖維. 2014(05)
[8]真空輔助差壓浸滲制備Cf/Al復(fù)合材料的組織與性能[J]. 王振軍,陳智,張良,徐志鋒,余歡. 特種鑄造及有色合金. 2014(03)
[9]基于細觀結(jié)構(gòu)的2.5維機織復(fù)合材料強度預(yù)測模型[J]. 邱睿,溫衛(wèi)東,崔海濤. 復(fù)合材料學(xué)報. 2014(03)
[10]碳纖維/TDE85環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面性能的研究[J]. 張琳,鄭莉,遲波. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2013(03)
博士論文
[1]合金元素對Cf/Al復(fù)合材料微觀組織及性能影響[D]. 王旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]三維增強Cf/Al復(fù)合材料微觀組織與高溫力學(xué)性能研究[D]. 朱世學(xué).南昌航空大學(xué) 2016
[2]真空熱壓擴散法制備碳纖維布增強Al基復(fù)合材料組織及性能研究[D]. 李洪軍.南昌航空大學(xué) 2015
[3]預(yù)熱溫度對連續(xù)Cf/Al復(fù)合材料組織與性能的影響[D]. 鄒春紅.南昌航空大學(xué) 2013
[4]三維碳纖維增強鎂基復(fù)合材料殘余應(yīng)力的研究[D]. 謝薇.上海交通大學(xué) 2011
[5]短碳纖維增強鋁基復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 孫小嵐.東北大學(xué) 2011
[6]2.5D機織復(fù)合材料沖擊后剩余強度研究[D]. 李明.南京航空航天大學(xué) 2010
[7]2.5維機織增強材料結(jié)構(gòu)參數(shù)對經(jīng)向拉伸性能的影響[D]. 張艷紅.江南大學(xué) 2008
本文編號:3193547
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