【摘要】：近年來,隨著航空業(yè)的高速發(fā)展,為了追求更高的經(jīng)濟性、安全性和舒適性,碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料在大型客機中的應(yīng)用逐漸提高。而大多數(shù)碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的基體材質(zhì)在高溫下是容易燃燒的,在燃燒過程中會釋放出大量濃煙和毒性物質(zhì)。這給人們生命財產(chǎn)和飛機的飛行安全造成嚴(yán)重威脅。由熱重實驗分析可知,環(huán)氧樹脂是T800層間增韌環(huán)氧樹脂碳纖維單向帶熱解反應(yīng)過程中第一、二階段主要受熱分解的物質(zhì),T800碳纖維為第三階段的熱解的主要物質(zhì)。在4個逐漸增大的升溫速率下都呈現(xiàn)出類似的現(xiàn)象,每個升溫速率下的三個階段中初始熱解溫度、終止熱解溫度和最大失重速率也都向更高溫度方向移動,熱解溫度范圍也變大,失重率也隨之變大。從熱解動力學(xué)計算可知,T800層間增韌環(huán)氧樹脂碳纖維單向帶的熱穩(wěn)定性高于環(huán)氧樹脂基體。結(jié)合這兩種材料的掃描電鏡微觀形貌圖和錐形量熱測試可知,T800層間增韌環(huán)氧樹脂碳纖維單向帶的燃燒物質(zhì)是環(huán)氧樹脂,環(huán)氧樹脂的燃燒趨勢和蔓延速度受到T800碳纖維有效的遏制,延遲了T800層間增韌環(huán)氧樹脂碳纖維單向帶點燃、放熱和達(dá)到熱釋放速率峰值的時間。將溫度提升至1069K時,T800復(fù)合材料的質(zhì)量損失速率、煙釋放速率、火勢增長指數(shù)和放熱指數(shù)均明顯較低,火災(zāi)危險性和熱損害相對較小。T800層間增韌環(huán)氧樹脂碳纖維單向帶的阻燃機理主要是覆蓋層阻燃。該復(fù)合材料在在較高溫度下受熱分解并生成較為穩(wěn)定的炭層,覆蓋于復(fù)合材料表面,使燃燒過程中產(chǎn)生的熱量難以傳入材料內(nèi)部,起到防火阻燃的效果。
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V258.3
【圖文】：

本文的技術(shù)路線

前言本文采用熱重—差熱同步分析儀、錐形量熱儀、水平和垂直燃燒測定儀、高溫定儀、煙密度箱和 FESE 掃描電鏡[26]等設(shè)備儀器對環(huán)氧樹脂基體和 T800 層間樹脂碳纖維單向帶的燃燒特性進(jìn)行研究，探究 T800 層間增韌環(huán)氧樹脂碳纖維防火性能，為我國民用航空發(fā)展及適航符合性驗證提供數(shù)據(jù)支持。本章主要介樣品的制備、實驗方案以及實驗原理。實驗樣品的制備1 T800 層間增韌環(huán)氧樹脂碳纖維單向帶的制造本文所采用的實驗樣品為 C919 大型客機垂尾的主要結(jié)構(gòu)，為 T800 層間增韌環(huán)纖維單向帶，該高強度 T800 復(fù)合材料經(jīng) 12 道工序制造而成。其鋪層分為角度強碳纖維層，共 20 層，且鋪層角度分別為：0°、0°、45°、90°、-45°、0°、90°、-45°、0°、0°、-45°、0°、45°、90°、0°、-45°、90°、45°。

環(huán)氧樹脂基體制備流程演示圖

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本文編號：2769893