為解決民用飛機復合材料部件除冰難題,研究了民機復合材料含鎳涂層的渦流加熱效應(yīng)及其除冰性能。分別利用鎳粉和環(huán)氧樹脂制備了鎳粉/環(huán)氧樹脂復合材料,利用旋轉(zhuǎn)涂膜儀在碳纖維復合材料表層制備了鎳粉/環(huán)氧樹脂材料涂層,利用化學鍍技術(shù)在碳纖維復合材料表層制備了硬質(zhì)Ni-P合金鍍層。首先通過SEM、FTIR、XRD、TG、結(jié)合力與接觸角測試儀等對上述樣品進行微觀表征和性能檢測,用自制渦流加熱感應(yīng)器研究了其渦流加熱效果,最后通過COMSOL Multiphysics對螺線管磁感線分布和鍍鎳碳纖維復合材料溫度場分布做了相應(yīng)仿真、分析并與實驗結(jié)果進行了驗證。實驗表明鎳粉/環(huán)氧樹脂及其涂層材料中鎳粉為針刺狀顆粒,其在樹脂基體內(nèi)有一定團聚但無明顯聚沉現(xiàn)象;材料內(nèi)部有多種官能團,在672 cm^-1、824 cm^-1等多處有強吸收峰;樣品具有良好熱穩(wěn)定性,Ni/Ep-100%樣品低于200℃時質(zhì)量損失只有0.8%。碳纖維復合材料Ni-P鍍層中碳纖維被大小一致、均勻分布的鎳離子均勻包覆;其導電性隨沉積量提升而提升,Ni/CFB-0.21 g樣品表面電阻僅為0.095Ω/□;... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 飛機常用除/防冰技術(shù)進展
        1.2.1 防冰液防冰
        1.2.2 機械除防/冰
        1.2.3 熱力除/防冰
    1.3 渦流加熱研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
第二章 實驗內(nèi)容與方法
    2.1 實驗材料與試劑
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 樣品的表征與測試
        2.3.1 樣品渦流加熱效應(yīng)與電熱效應(yīng)測試
        2.3.2 樣品電子掃面電鏡測試
        2.3.3 樣品傅里葉紅外分析儀測試
        2.3.4 樣品熱穩(wěn)定性測試
        2.3.5 樣品X射線衍射測試
        2.3.6 樣品疏水性能測試
        2.3.7 樣品結(jié)合力測試
        2.3.8 樣品除融冰性能測試
第三章 鎳粉/環(huán)氧樹脂復合材料性能研究
    3.1 引言
    3.2 鎳粉/環(huán)氧樹脂復合材料的制備
    3.3 鎳粉/環(huán)氧樹脂復合材料的SEM表征
    3.4 鎳粉/環(huán)氧樹脂復合材料的FT-IR表征
    3.5 鎳粉/環(huán)氧樹脂復合材料的TG分析
    3.6 鎳粉/環(huán)氧樹脂復合材料的渦流加熱性能
        3.6.1 鎳粉含量對渦流加熱效應(yīng)影響
        3.6.2 輸入功率對渦流加熱效應(yīng)影響
        3.6.3 鎳粉含量與輸入功率對渦流加熱效應(yīng)共同影響
        3.6.4 鎳粒子尺寸對渦流加熱效應(yīng)的影響
        3.6.5 渦流效應(yīng)的穩(wěn)定性
    3.7 鎳粉/環(huán)氧樹脂涂層渦流加熱性能
        3.7.1 鎳粉/樹脂涂層的制備
        3.7.2 鎳粉/環(huán)氧樹脂涂層渦流加熱效應(yīng)研究
    3.8 本章小結(jié)
第四章 化學鍍鎳碳纖維復合材料性能研究
    4.1 引言
    4.2 化學鍍鎳機理與優(yōu)點
    4.3 化學鍍鎳碳纖維復合材料的制備
    4.4 Ni-P鍍層SEM表征與分析
        4.4.2 Ni-P鍍層導電性測試
        4.4.3 Ni-P鍍層XDR表征
        4.4.4 Ni-P鍍層接觸角測試
        4.4.5 Ni-P鍍層結(jié)合力測試
    4.5 Ni-P鍍層渦流加熱效應(yīng)
        4.5.1 鍍層沉積量對Ni/CF渦流加熱效應(yīng)影響
        4.5.2 輸入功率對Ni/CF渦流加熱效應(yīng)影響
        4.5.3 鍍層沉積量與輸入功率對Ni/CF渦流加熱效應(yīng)共同影響
        4.5.4 Ni-P鍍層渦流加熱效應(yīng)穩(wěn)定性
    4.6 鍍鎳碳纖維復合材料電熱效應(yīng)
        4.6.1 沉積量對樣品電熱性能的影響
        4.6.2 輸入功率對樣品電熱性能的影響
        4.6.3 電熱效應(yīng)與渦流加熱效應(yīng)升溫能力分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 COMSOL Multiphysics多元物理場仿真與含鎳涂/鍍層融冰性能研究
    5.1 引言
    5.2 基于COMSOL Multiphysics的電磁熱耦合與仿真
        5.2.1 模型建立與參數(shù)設(shè)置
        5.2.2 仿真結(jié)果與分析
    5.3 含鎳涂/鍍層除冰效果研究
        5.3.1 輸入功率對除冰效果的影響
        5.3.2 樣品鎳粉含量/沉積量對融冰速率影響
        5.3.3 冰層厚度對融冰速率影響
        5.3.4 融冰過程熱成像分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的學術(shù)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[7]基于碳纖維紅外板加熱的干燥裝備設(shè)計與試驗[J]. 張衛(wèi)鵬,肖紅偉,鄭志安,潘忠禮,薛令陽,張玉明,方小明,劉嫣紅,高振江.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(17)
[8]民用飛機氣動除冰系統(tǒng)技術(shù)[J]. 詹大可,張帆,趙澎渤.  中國科技信息. 2016(09)
[9]飛機電脈沖除冰技術(shù)探討[J]. 何舟東,朱永峰,周景鋒.  實驗流體力學. 2016(02)
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碩士論文
[1]基于石墨烯薄膜的自發(fā)熱路面融雪化冰研究[D]. 張寶強.蘭州大學 2018
[2]碳納米紙復合材料及其結(jié)構(gòu)電加熱性能研究[D]. 林浩宇.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]連鑄坯感應(yīng)加熱過程建模與優(yōu)化控制研究[D]. 車栩龍.杭州電子科技大學 2014
[4]超細鎳粉體及其復合材料研究[D]. 萬里鵬.南昌大學 2007



本文編號：3695980