發(fā)布時(shí)間：2021-08-18 03:26

　　民機(jī)作為我國重要的交通運(yùn)輸工具,其結(jié)構(gòu)及設(shè)備的安全性、可靠性一直以來是民航工程關(guān)注的重點(diǎn)�，F(xiàn)代民機(jī)結(jié)構(gòu)中大量使用了導(dǎo)電性低于傳統(tǒng)金屬材料的玻璃纖維樹脂基復(fù)合材料,當(dāng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)表面或者設(shè)備表面積聚靜電且不能有效的釋放時(shí),產(chǎn)生的放電效應(yīng)會(huì)不同程度地對氣動(dòng)外形、通訊信號等造成破壞和干擾,對航空運(yùn)行安全形成嚴(yán)重威脅。針對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)飛機(jī)靜電釋放問題,導(dǎo)電漆層作為傳遞電荷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)起到了重要作用,本研究利用簡單、可控、環(huán)保的電化學(xué)沉積方法將石墨烯與碳納米管結(jié)合形成導(dǎo)電填料,并以此對環(huán)氧底漆直接改性制備航空抗靜電涂料。表征了填料的形貌、物相、分散性并探索了最優(yōu)制備工藝參數(shù),又對石墨烯/碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層進(jìn)行了表征與性能研究,揭示了其熱穩(wěn)定性、導(dǎo)電性與添加量、厚度的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上對復(fù)合涂層進(jìn)行了靜電特性的實(shí)驗(yàn),探索了靜電積聚、消散及閃絡(luò)特性與添加量、厚度、時(shí)間、電壓等因素的關(guān)系,得出了工程數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:先以泡沫鎳（Ni Foam,NF）為基底,利用浸漬的方法使泡沫鎳包覆一層碳納米管獲得碳納米管/泡沫鎳（CNTs/NF）復(fù)合電極,再通過電化學(xué)沉積的方法在復(fù)合電極表面沉... 

【文章來源】：中國民用航空飛行學(xué)院四川省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

飛機(jī)靜電的消除方法：(a)安裝在尾翼的放電刷；(b)機(jī)翼的靜電防護(hù)搭接[3]；(b)波音737NG系列飛機(jī)雷達(dá)罩噴涂的導(dǎo)電漆[4]

3前先涂一層導(dǎo)電漆來消除靜電積聚，如雷達(dá)罩的導(dǎo)電漆層，而直接通過對環(huán)氧底漆改性來消除靜電的研究鮮有報(bào)道，受此啟發(fā)本文擬通過對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性研究。圖1.2飛機(jī)復(fù)合材料表面涂層系統(tǒng)方案表1.1我國常見的飛機(jī)復(fù)合材料表面涂層系統(tǒng)應(yīng)用范圍表面處理層底漆層面漆層一般復(fù)合材料表面打磨、清洗、環(huán)氧聚酰胺清漆鍶黃環(huán)氧聚酰胺底漆丙烯酸聚氨酯面漆飛機(jī)迎風(fēng)面彈性聚氨酯磁漆丙烯酸聚氨酯磁漆1.2.2導(dǎo)電涂料的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電涂料的應(yīng)用、研制和開發(fā)興起于二十世紀(jì)50年代。導(dǎo)電涂料在飛機(jī)上的應(yīng)用十分廣泛，尤其是在復(fù)合材料飛機(jī)表面，如雷達(dá)罩蜂窩結(jié)構(gòu)表面常由于靜電積聚產(chǎn)生的靜電場干擾電磁波，或由于靜電吸附的水膜降低雷達(dá)信號透波率，需噴涂一層導(dǎo)電漆；機(jī)翼、尾翼表面的導(dǎo)電涂層有助于電荷順利移動(dòng)到放電刷后泄放掉；油箱外壁要求的防腐導(dǎo)電涂料等，表1.2根據(jù)空客A320飛機(jī)的AMM手冊列舉了導(dǎo)電漆在該機(jī)型中的應(yīng)用。航空涂料在應(yīng)用之前要經(jīng)過民航局適航審定，各項(xiàng)要求達(dá)標(biāo)后方可投入使用,一般采用飛機(jī)制造商自己的適航要求，如波音和空客公司對飛機(jī)蒙皮涂料有不同的適航要求。對于航空涂料檢測標(biāo)準(zhǔn)，國際上也不盡相同，波音傾向于美國某些協(xié)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)，而空客傾向于ISO標(biāo)準(zhǔn)。我國標(biāo)準(zhǔn)體系的建立日趨完善，主要由國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化而來，如國軍標(biāo)（GJB）、航空標(biāo)準(zhǔn)（HB）、涂料企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。對于航空

5屏蔽涂料等，如聚苯硫醚、聚吡咯及聚苯胺等高分子導(dǎo)電聚合物[10]。張國標(biāo)等[11]以十六烷基三甲基溴化銨為軟模版，制備了纖絲狀導(dǎo)電聚吡咯（C-PPy），其電導(dǎo)率可達(dá)2.67S/cm，比顆粒狀PPy導(dǎo)電性能高出了近270倍。He等[12]采用原位聚合法將聚苯胺（PANI）的導(dǎo)電性與木材的力學(xué)性能有機(jī)結(jié)合，復(fù)合物的電磁屏蔽效能在30～60dB之間，符合普通工業(yè)和商業(yè)電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。但本征型導(dǎo)電涂料的研制與開發(fā)相對較晚，由于制備工藝要求高，用于商業(yè)化的產(chǎn)品不多，各方面研究還在探索階段。相比之下，填充型導(dǎo)電涂料的發(fā)展較為成熟、工業(yè)水平較高。通常以金屬、金屬氧化物、碳系顆粒為填料填充樹脂基體形成復(fù)合材料，其兼具兩相材料的優(yōu)點(diǎn)，由于其工藝簡單、用量少、選材廣泛、成本較低等特點(diǎn)而廣泛為企業(yè)所采用。該類導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電機(jī)理可用經(jīng)典的導(dǎo)電通道理論[13-14]解釋為：電子可沿著相互接觸的粒子進(jìn)行傳遞而使體系導(dǎo)電，當(dāng)導(dǎo)電顆粒達(dá)到一定添加量（滲濾閾值）時(shí)，可在基體內(nèi)部形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，體系電導(dǎo)率會(huì)急劇增長，此后隨著添加量的增加趨于平緩。并有當(dāng)顆粒的尺度越小且分散性越好時(shí)，顆粒與顆粒之間接觸的幾率就越大，滲濾閾值越低，導(dǎo)電性就越好，因此填充型導(dǎo)電涂料相關(guān)研究主要集中在導(dǎo)電顆粒的分散性方面。圖1.3展示了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成的過程和填充型聚合物電導(dǎo)率的典型曲線。圖1.3(a)導(dǎo)電填料在聚合物中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的示意圖；(b)碳納米管電磁屏蔽復(fù)合材料的電導(dǎo)率σ與碳納米管加載量p的關(guān)系[15]（1）金屬填料。常用的金屬填料有金、銀、銅、鎳等，金、銀雖導(dǎo)電性好但價(jià)格昂貴限制了其應(yīng)用，銅、鎳導(dǎo)電性良好且成本低廉，但易氧化、納米顆粒易團(tuán)聚等問

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]混酸功能化碳納米管摻雜對環(huán)氧樹脂導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能的影響[J]. 王闖,趙朗,賈靜,王德意,彭宗仁.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(S2)
[2]表面粗糙度對聚合物材料真空沿面閃絡(luò)特性的影響[J]. 胡多,任成燕,孔飛,嚴(yán)萍,邵濤.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(16)
[3]陽極材料對苯酚電化學(xué)降解效果的影響[J]. 周海濤,韋鵬鵬,王營茹.  武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(03)
[4]石墨烯/碳納米管復(fù)合納米材料改性導(dǎo)電涂料的性能[J]. 姜雄峰,朱志平,周藝,石純.  材料保護(hù). 2019(06)
[5]固體絕緣材料表面電荷特性的研究進(jìn)展[J]. 高宇,王明行,趙寧,李子逸,杜伯學(xué).  高電壓技術(shù). 2018(08)
[6]不同電場下環(huán)氧樹脂直流沿面閃絡(luò)特性及其閃絡(luò)電壓分析[J]. 謝慶,梁少棟,陰凱,趙映宇,黃河,律方成.  高電壓技術(shù). 2018(06)
[7]環(huán)氧樹脂非線性電導(dǎo)復(fù)合材料表面電荷與沿面閃絡(luò)特性研究[J]. 李昂,張苗苗.  絕緣材料. 2018(06)
[8]特高壓GIS盆式絕緣子沿面閃絡(luò)特性研究綜述[J]. 孫秋芹,羅宸江,汪沨,陳赦,陳杰,周志成,王麗峰.  高壓電器. 2018(05)
[9]BMS10-21Ⅳ型導(dǎo)電漆噴涂工藝優(yōu)化研究[J]. 黃鋒,劉燕濤,代川川.  航空維修與工程. 2018(03)
[10]表層氟化環(huán)氧樹脂的直流閃絡(luò)特性[J]. 王飛鵬,張濤,李劍,何理,黃正勇,王開正.  高電壓技術(shù). 2018(02)

博士論文
[1]直流電壓下聚四氟乙烯表面電荷的聚散及其對閃絡(luò)特性的影響[D]. 王邸博.重慶大學(xué) 2015

碩士論文
[1]飛機(jī)沉積靜電電荷分布的研究和應(yīng)用[D]. 羅強(qiáng).西安石油大學(xué) 2018
[2]氧化石墨烯/碳納米管組裝及其復(fù)合材料性能[D]. 劉永娜.沈陽航空航天大學(xué) 2018
[3]石墨烯/碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 司小奐.西安理工大學(xué) 2017
[4]電化學(xué)法制備石墨烯復(fù)合材料及其儲(chǔ)能特性研究[D]. 彭田軍.電子科技大學(xué) 2016
[5]石墨烯基超級電容器電極的制備及其性能[D]. 夏富軍.中國石油大學(xué)(華東) 2015
[6]碳納米管/石墨烯雜化材料的制備與研究[D]. 郟余晨.江南大學(xué) 2013
[7]水性環(huán)氧用非離子型活性乳化劑的制備與性能研究[D]. 張鑫.武漢理工大學(xué) 2011
[8]自由基加成反應(yīng)在碳納米管和石墨烯修飾中的應(yīng)用[D]. 曾靜.蘭州大學(xué) 2011
[9]高速鋼刀具電解強(qiáng)化電源的研究[D]. 周曉艷.太原科技大學(xué) 2009
[10]石墨烯、石墨烯/碳納米管的制備及其超級電容器性能研究[D]. 葛士彬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3349093