發(fā)布時間：2021-09-30 13:16

　　碳纖維復合材料（CFRP）因輕質、高比強度和高比模量等優(yōu)異性能在許多領域廣泛應用。但其抗沖擊性能不足,會影響制件或裝備的使用穩(wěn)定性,制約其進一步應用。采用多種纖維混雜的方式制備混雜復合材料能夠綜合多種增強體的優(yōu)異性能。高強高模聚酰亞胺（PI）纖維具有高強度、高韌性的力學性能特點,還有優(yōu)異的耐高低溫性能、耐紫外輻照性能和低吸濕率等特點,綜合性能全面。將PI纖維與碳纖維混雜制備復合材料有利于平衡復合材料的剛度與韌性,有望獲得一種高強高韌的結構復合材料。具體研究內容如下:以熱壓罐成型技術制備了單向聚酰亞胺纖維/碳纖維混雜增強復合材料（HFRP）,對其基本力學性能和破壞形貌進行了測試與分析。研究表明:PI纖維的存在可提高CFRP的拉伸破壞應變和破壞能量,碳纖維的存在可顯著提高PFRP的壓縮性能和彎曲性能。大于臨界混雜比時,HFRP的拉伸破壞應變和破壞能量都高于CFRP。單向HFRP的拉伸、壓縮、彎曲等性能基本都隨碳纖維體積分數(shù)的增加呈增長趨勢;當混雜比為26%時,HFRP的壓縮強度可達PFRP的1.84倍。彎曲性能方面,壓縮側放置碳纖維可獲得更高的彎曲強度,壓縮側和拉伸側外層都放置碳纖維可獲得... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２混雜復合材料的分類??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｈｙｂｒｉｄ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ??

?將制備的預浸料單向帶裁剪成正方形預浸料小塊，并將各預浸料小塊按照表２－３??的鋪層順序手工鋪設，制得預浸料毛坯。??（３）真空封裝與熱壓成型??將經(jīng)小型打磨機打磨過的兩塊鋼板作為均壓板放置于預浸料的上下表面，并用四??氟膠帶密封四周。在成型平臺工裝上自下而上放置無孔隔離膜、四氟布、封裝的預浸??料毛坯、四氟布、透氣氈、真空袋膜，用密封膠帶將粘緊模具與真空袋膜。連接抽真??空管路與真空嘴，抽真空并進行泄漏檢測。??ｉ＾ｉｉｉ?Ｗ＾ｉ??ｌ＾ｓＥ?＝Ｓｌ??（ａ）?（ｂ）??圖２－１復合材料制備過程（ａ）制備預浸料單向帶；（ｂ）真空封裝與泄露檢測??Ｆｉｇ．?２－１?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，?（ａ）?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｅｐｒｅｇ?ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ｔａｐｅ，?（ｂ）?Ｖａｃｕｕｍ??ｐａｃｋａｇｉｎｇ?ａｎｄ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ??真空檢測合格后將成型平臺推入熱壓罐內，保持真空度－０．０９?ＭＰａ左右，關閉罐??門并推上安全鎖，啟動固化程序，程序為１２５°Ｃ／２ｈ＋１６５°Ｃ／３ｈ＋１８５°Ｃ／３ｈ，１２５°Ｃ恒溫??１０??

?第３章單向聚酰亞胺纖維／碳纖維混雜復合材料的力學性能與破壞形貌???第３章單向聚酰亞胺纖維／碳纖維混雜復合材料的力學性能與破??壞形貌??本章對單向纖維混雜復合材料進行了拉伸、壓縮、彎曲和層間剪切等力學性能的??測試，并分析了混雜比和鋪層結構與力學性能之間的關系。同時還使用光學顯微鏡和??掃描電鏡觀察其破壞形貌并進行分析。??３．１拉伸性能與破壞形貌??對ＰＦＲＰ、ＣＦＲＰ、Ｈ１進行縱向拉伸測試，結果如圖３－１所示。圖３－ｌａ為拉伸應??力－應變曲線，ＰＦＲＰ和ＣＦＲＰ在破壞前，曲線都呈現(xiàn)出較好的線性關系，達到極限應??力后，曲線瞬間下降。ＨＦＲＰ中除Ｈ１－０曲線呈現(xiàn)較好線性行為外，其他３種都在后期??出現(xiàn)多次應力下降，交替鋪層的Ｈ１－２達到最大應力后發(fā)生漸進失效，Ｈ１－１和Ｈｌ＿３都??在達到最大應力后迅速破壞。??ａ?２５００－?—？—ＰＦＲｐ?身?＂■■？■■■■?Ｔｅｎｓｉｉ？?ｍｏｄｕｌｕｓ??ＣＦＲＰ?／?Ｕ?１４０－?—ａ—ｍｏｄｕｌｕｓ?１切一??Ｉ：?１１??￣１￣＇＂Ｉ—■￣？—￣＜￣Ｉ一－■￣￣�。觯�？￣Ｉ?４〇Ｊ＿，＿，＿，???，???，＿，＿，￣，?，＿１４０??０．０?０－５?１．０?１．Ｓ?Ｚ０?２．Ｓ?３．０?０?２０?４０?６０?６０?１００??Ｓｔｒａｉｎ?｛％）?Ｈｙｂｒｉｄ?ｒａｔｉｏ?（％）??Ｃ２６〇〇ｔ?１?３２－．?ｒ－Ａ〇??，一？一?Ｔｅｎｓｉｔｙ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?－２５００?Ｆａｉｌｕｒｅ?ｓｔｒａｉｎ??２４〇〇．?－ａ－Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｓｆｒｅｏｇｔｈ?＾?＾?１０?＊?Ｂｒｅａｋｉｎｇ?ｅｎｅｒｇ

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3415941