本文關(guān)鍵詞：激光透射掃描制備碳纖維增強聚碳酸酯基復(fù)合材料，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,由于復(fù)合材料具備高的比強度和比模量,剛度、重量、強度、疲勞特性等其他方面的綜合特性也比一般的材料要優(yōu)越,因此其被越來越多的應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)等領(lǐng)域。碳纖維樹脂復(fù)合材料是由兩部分構(gòu)成的,其中,增強相是碳纖維,它的主要作用是在復(fù)合材料中作為受力材料,而基體是樹脂,主要起粘結(jié)樹脂與碳纖維的作用。它的綜合性能比金屬合金更優(yōu)異。激光加工的速度快、能量集中,所以它引起的熱應(yīng)力形變也少。由于技術(shù)優(yōu)越,因此激光幾乎能夠加工所有的材料,把激光加工技術(shù)成功的應(yīng)用到復(fù)合材料的制備中必將對碳纖維復(fù)合材料的制備產(chǎn)生十分重要的影響。本論文對碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料的成型工藝進行了改善,在傳統(tǒng)的手糊成型基礎(chǔ)上,引入激光透射掃描技術(shù),通過對比引入前后碳纖維復(fù)合材料的彎曲強度、拉伸強度等性能的變化,分析激光透射掃描技術(shù)對手糊成型工藝的影響。通過實驗發(fā)現(xiàn),碳纖維增強聚碳酸酯基復(fù)合材料最好的成型方式是手糊成型+兩次激光透射掃描。在碳纖維進行液相氧化處理的條件不變的情況下,使用激光進行手糊成型+二次激光透射掃描制備而成的碳纖維復(fù)合材料試樣比使用激光進行手糊成型+一次激光透射掃描制備而成的試樣的抗彎強度高7.15%-32.37%。同時使用激光進行手糊成型+二次激光透射掃描制備而成的碳纖維復(fù)合材料的抗拉強度要高于使用手糊成型+一次激光透射掃描制備而成的碳纖維復(fù)合材料,大概增加了40.42%-62.73%。之后,為了進一步提高碳纖維增強熱塑性樹脂基復(fù)合材料的力學強度,改善它的力學性能,分別對碳纖維布進行了清洗和氧化處理,通過改變清洗方式以及清洗時間,對比不同的氧化方法、氧化時間對碳纖維的影響,確定最佳的碳纖維處理方案為:清洗方式為乙醇+丙酮(1:1),最佳清洗時間為2h;氧化方式為液相氧化-濃硝酸氧化處理,最佳氧化時間為3h。在該處理方案下,碳纖維復(fù)合材料的抗彎強度增加了33.98%-51.61%、抗拉強度增加了17.42%-35.59%,均達到最大值,碳纖維復(fù)合材料的綜合性能達到最優(yōu)。最后,在本次實驗中,選擇CBT(環(huán)形對苯二甲酸丁二醇酯)改善樹脂溶液的粘度,并探究出最佳的CBT添加量為1.5%,分析了碳纖維復(fù)合材料力學強度變化機理以及碳纖維增強機理。
【關(guān)鍵詞】：激光透射焊接 手糊成型 碳纖維 復(fù)合材料 聚碳酸酯 抗彎強度
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB332
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 碳纖維增強聚碳酸酯復(fù)合材料13-21
• 1.2.1 熱塑性樹脂復(fù)合材料13-17
• 1.2.2 增強相材料—碳纖維17-18
• 1.2.3 基體材料—聚碳酸酯（PC）18-19
• 1.2.4 碳纖維增強復(fù)合材料19-21
• 1.3 激光加工技術(shù)概述21-22
• 1.3.1 激光加工技術(shù)的特點21
• 1.3.2 激光加工技術(shù)在碳纖維復(fù)合材料上的應(yīng)用21-22
• 1.4 本論文選題的意義及研究內(nèi)容22-24
• 1.4.1 本論文選題的意義22-23
• 1.4.2 本論文研究的主要內(nèi)容23-24
• 第2章 實驗原料、設(shè)備及測試方法24-30
• 2.1 實驗原料24-25
• 2.1.1 實驗原料24
• 2.1.2 實驗藥品24-25
• 2.2 實驗裝置與設(shè)備25-28
• 2.3 性能檢測28-29
• 2.3.1 抗拉試驗28
• 2.3.2 抗彎試驗28-29
• 2.3.3 比表面積的檢測29
• 2.3.4 X射線衍射分析29
• 2.3.5 紅外光譜分析29
• 2.3.6 掃描電鏡觀察29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 碳纖維表面處理30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 碳纖維表面清洗30-37
• 3.2.1 碳纖維表面清洗過程30-31
• 3.2.2 不同的處理方式以及處理時間對碳纖維清洗效果的影響31-33
• 3.2.3 清洗對碳纖維比表面積及形貌的影響33-37
• 3.3 氧化處理對碳纖維的影響37-43
• 3.3.1 氧化處理碳纖維過程37-38
• 3.3.2 碳纖維比表面積分析38-39
• 3.3.3 XRD分析39-40
• 3.3.4 紅外光譜分析40-41
• 3.3.5 碳纖維表面形貌分析41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-46
• 第4章 不同的成型方式以及CBT濃度對碳纖維復(fù)合材料的影響..354.1 引言46-68
• 4.2 碳纖維增強聚碳酸酯基復(fù)合材料的制備47-54
• 4.2.1 激光透射掃描制備復(fù)合材料原理47-48
• 4.2.2 實驗原料與設(shè)備48-49
• 4.2.3 復(fù)合材料制備過程49-52
• 4.2.4 復(fù)合材料抗彎強度性能測試52-54
• 4.3 抗彎強度的測試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析54-63
• 4.3.1 不同的CBT溶液濃度對試樣的抗彎強度測試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析55-60
• 4.3.2 手糊成型后激光掃描次數(shù)對試樣抗彎強度測試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析60-63
• 4.4 形貌表征63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-68
• 第5章 液相氧化對碳纖維復(fù)合材料的影響68-90
• 5.1 引言68-69
• 5.2 碳纖維復(fù)合材料的制備69-75
• 5.2.1 實驗原料與設(shè)備69
• 5.2.2 實驗過程69-71
• 5.2.3 復(fù)合材料性能測試71-75
• 5.3 結(jié)果與討論75-85
• 5.3.1 抗彎實驗測試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析75-81
• 5.3.2 抗拉實驗測試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析81-85
• 5.4 形貌表征85-87
• 5.5 本章小結(jié)87-90
• 第6章 結(jié)論90-92
• 參考文獻92-96
• 作者簡介96-98
• 致謝98

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