碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。碳纖維層壓板,泡沫夾芯復(fù)合材料及碳纖維/環(huán)氧夾層復(fù)合材料是航空工業(yè)領(lǐng)域最常用結(jié)構(gòu)材料。然而,環(huán)氧樹脂基體和泡沫芯材是易燃的熱固性材料,一旦發(fā)生火災(zāi),將會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此,本文利用熱重-差熱同步分析儀,錐形量熱儀,煙密度箱,氧指數(shù)測試,垂直/水平燃燒速度測試以及掃描電鏡,對(duì)碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料火反應(yīng)特性進(jìn)行研究。首先,本文研究鋪層方式對(duì)于碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料燃燒特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明,鋪層厚度對(duì)材料火反應(yīng)、煙氣特性以及火焰蔓延特性均有一定的影響,而鋪層角度對(duì)于材料火反應(yīng)特性影響作用無明顯規(guī)律,但對(duì)其煙氣特性以及火焰蔓延特性有顯著影響。然后,本文研究兩種主流成型工藝對(duì)碳纖維/環(huán)氧夾層復(fù)合材料熱行為及火反應(yīng)特性影響規(guī)律。通過熱解動(dòng)力學(xué)及火災(zāi)動(dòng)力學(xué)分析,建立點(diǎn)燃時(shí)間、熱行為、質(zhì)量損失以及熱釋放速率預(yù)測模型。結(jié)果表明,熱壓罐成型工藝對(duì)于碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料的熱解、火反應(yīng)以及煙氣性能有積極影響,但對(duì)火后碳纖維層壓板的機(jī)械性能產(chǎn)生消極影響。最后,對(duì)三種典型碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料的煙氣危險(xiǎn)性進(jìn)行分析,提出燃燒反應(yīng)級(jí)數(shù),煙勢增長指數(shù)以及煙密度指數(shù)... 

【文章來源】：沈陽航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖

a.層壓結(jié)構(gòu) b.夾層結(jié)構(gòu)圖 1.2 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(鋪層設(shè)計(jì))是極為重要的一項(xiàng)內(nèi)容，其密切關(guān)系著層壓板的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、工藝特性等。先進(jìn)復(fù)合材料在進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)時(shí)所要考慮的主要考慮質(zhì)量、風(fēng)險(xiǎn)、材料狀況、成本、重量以及耐久性等[11-13]。鋪層設(shè)計(jì)主要是確定鋪層厚度及鋪層角度，層壓結(jié)構(gòu)中依據(jù)增強(qiáng)纖維的鋪設(shè)角度又分為(a).單項(xiàng)，(b).編織以及(c).無規(guī)則鋪層三種形式，圖 1.3 給出了典型的層壓板鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

圖 1.4 復(fù)合材料熱解及燃燒的主要過程狀特性研究現(xiàn)狀應(yīng)特性國內(nèi)外已經(jīng)有了一定的研究，主要集中在熱輻射的影響，包括對(duì)于熱解特性[18-24]，點(diǎn)燃時(shí)間[23, 25-35]，熱3, 44]，極限氧指數(shù)[45]，煙氣特性[46-50]以及火焰蔓延特性材料的點(diǎn)燃時(shí)間及熱釋放速率隨熱輻射強(qiáng)度的變化規(guī)射通量的增加而提前，熱釋放速率峰值及火焰熄滅時(shí)間碳纖維含量對(duì)于材料燃燒特性的影響，研究得出隨著纖釋放速率峰值下降，復(fù)合材料耐熱性能均降低。關(guān)于碳得到以環(huán)氧樹脂為基體的碳纖維復(fù)合材料具有更小值方面亦有涉及，主要包括材料燃燒反應(yīng)過后維持結(jié)構(gòu)完性能研究。

【參考文獻(xiàn)】：
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