航空发动机复合材料叶片先进制造技术研究进展

大规模采用复合材料叶片是目前航空工业实现航空发动机更高涵道比和减重的最有效途径。以复合材料航空发动机叶片的制造技术研究进展为主题，介绍了现阶段树脂基、金属基和陶瓷基复合材料航空发动机叶片的主流加工工艺；重点讨论了关键制造技术的发展现状和应用情况，包括树脂基复材叶片的预浸料/模压成型工艺和三维编织结/增强树脂传递模塑成型工艺、金属基复材叶片的模压成型、加压浇铸工艺和超塑成形/扩散连接工艺以及陶瓷基复合材料叶片的熔体渗透工艺；探讨了航空发动机复合材料叶片的发展趋势，并提出未来复合材料叶片关键制造技术的研究方向。     

高温树脂基复合材料防护涂层研究现状

树脂基复合材料以其优异的综合性能,在航空工业中具有极高的应用潜力,目前影响其在航空发动机上广泛应用的主要因素是它的耐热性和耐冲蚀性能,而通过采用适当的喷涂防护涂层来提高其使用温度和耐冲蚀性能比研制新型的树脂基复合材料更经济、更切合实际。     

纤维增强树脂基复合材料在土木基础设施领域中的应用

纤维增强树脂基复合材料作为一种高性能结构材料在基础设施领域逐步得到关注和应用,国内外相关学者开展了大量的研究与实践应用。本文对纤维增强树脂基复合材料的组成、主要特点以及成型工艺进行简单介绍,对纤维增强树脂基复合材料分别在建筑、桥梁、道面、防撞以及地下等土木基础设施领域中的研究及应用进行介绍与探讨。基于纤维增强树脂基复合材料已经显示的优势,对其发展趋势进行阐述:海工复合材料、复合材料漂浮式光伏支撑结构、智能复合材料以及复合材料和传统钢、混凝土材料的组合结构等均具有广阔的前景。通过对土木基础设施领域纤维增强树脂基复合材料应用进行系统综述,从而促进纤维增强树脂基复合材料的研究与工程应用。     

多向编织碳纤维复合材料的断裂及微观形貌

多向编织碳纤维树脂基复合材料是航空、航天领域中的新型重要结构材料。为了研究这类材料的失效机理,在扫描电镜下进行了断口分析。研究了碳纤维与树脂及其界面在受力形变过程中裂纹形成与扩展的特性,探索了这类复合材料的损伤机理。结果表明： 编织参数对试件的力学性能有重要影响。随编织角减小,弹性模量和抗拉强度都明显增大,纤维与树脂间界面的粘结强度提高,脆性增大。在断裂过程中碳纤维多呈脆性断裂特征,断裂起源于纤维表面的薄弱处。     

树脂基复合材料身管热性能改良分析

该文根据复合材料细观力学模型,推导了树脂基复合材料填充金属粉末后的热导率、热膨胀系数的理论公式,从理论分析预测了金属粉末含量对复合材料身管热性能的影响,通过计算算例,检验证实了树脂基复合材料添加金属粉末后其导热性能有很大的提高,金属粉末体积分数为10％时,树脂基复合材料垂直于纤维方向热导率提高近3倍,复合材料身管的温度场能够得到很好改善。这些对复合材料身管的实际应用具有重要的参考价值。     

玄武岩纤维布增强不同树脂基体复合材料的制备与力学性能

利用3种不同的制备工艺,成功制备了相同玄武岩纤维布含量但5种不同树脂基体的玄武岩纤维布增强树脂基复合材料.5种树脂基体包括热固性的环氧树脂、乙烯基酯、热塑性尼龙6、聚碳酸酯及ABS树脂.所制备的5种复合材料组织均匀致密,玄武岩纤维布分布特征相同.研究了玄武岩纤维布增强树脂基复合材料准静态拉伸和3点弯曲力学性能,探讨了树脂基体种类的变化对力学性能的影响规律.在此基础上,通过微观分析研究了玄武岩纤维布增强树脂基复合材料在准静态拉伸和3点弯曲加载条件下的破坏机制,并揭示了树脂基体种类的变化对力学性能影响的机理.      

航空复合材料修理研究

本文综合论述了国内外航空聚合物基复合材料修理技术的发展概况。完整有序的介绍了航空用聚合物基复合材料的损伤修理原则、损伤评价以及常见的损伤修理方法。结合实际修理经验总结出挖补修理的工艺流程。并重点针对性的提出国内在复合材料修理研究上的发展趋势。     

碳纤维及其复合材料的发展及应用

叙述了碳纤维的结构形态、分类以及在力学、物理、化学方面的性能,介绍了碳纤维增强复合材料的特性,着重阐述了碳纤维增强树脂基复合材料中基体的分类、选择和应用,指出了碳纤维及其复合材料进一步发展的趋势。     

航空复合材料结构维修技术研究

航空领域复合材料用量不断增加,复合材料结构维修研究相对滞后.本文概述并分析了航空复合材料结构维修技术的现状,并重点介绍了现阶段使用的航空复合材料结构维修技术:目视检查及无损检测定位损伤;综合考虑,确定维修区域和维修方法;维修后检测.     

复合材料力学综述

复合材料力学是固体力学的一个新兴分支,它研究由两种或多种不同性能的材料,在宏观尺度上组成的多相固体材料,即复合材料的力学问题.近代复合材料最重要的有两类:一类是纤维增强复合材料,另一类是粒子增强复合材料.复合材料力学的研究可分为微观力学和宏观力学.在此基础上重点分析了陶瓷纳米复合材料、碳纳米管聚合物复合材料和纤维增强树脂基复合材料的力学性能.     

纳米蒙脱土钢纤维树脂基复合材料的制备

以钢纤维、有机处理蒙脱土、天然花岗岩及环氧树脂为原料,采用不同制备工艺及固化工艺,制备钢纤维有机蒙脱土协同增强树脂基复合材料,并对其进行抗压强度实验及断口分析。结果表明,采用钢纤维有机蒙脱土协同增强环氧树脂,固化条件为120℃4 h后室温固化10 d,抗压强度可达89.8MPa,通过断口发现,裂纹沿钢纤维与树脂基体界面扩展,树脂基体通过蒙脱土强化,协同增强作用明显。     

NiTi纤维表面处理对其树脂基复合材料 力学性能的影响

为了提高基于NiTi纤维与树脂复合材料的拉伸、冲击、弯曲性能,采用硝酸、硅烷偶联剂、异氰酸酯涂层以及低温等离子体与硅烷偶联剂联合处理等方法对NiTi纤维表面进行处理,增强纤维与树脂间的界面黏结. 研究表明: NiTi纤维经不同方法处理后,其环氧树脂复合材料的层间剪切强度提高了10.90%～44.74%. 低温等离子体处理的NiTi纤维再经硅烷处理,其环氧树脂复合材料的拉伸性能、冲击性能、弯曲性能分别提高了88.81%, 98.43%和45.55%,且纤维与树脂黏合较好.     

不同颗粒增强铁基复合材料磨损性能的对比

采用动态电流直加热制备,提出了分段加热工艺,研究了陶瓷颗粒增强铁基复合材料的磨损性能和磨损机理.结果表明:四种不同颗粒增强铁基复合材料的磨损量均在#45钢磨损量的15%以下;Ti(C,N)对改善材料磨损性能作用最强,表明与基体界面可经受一定变形量的强化粒子最有利于提高耐磨性;复合材料的耐磨性均在强化粒子体积分数为10%时达到最好.铁基复合材料表现出高摩擦系数时耐磨性反而更好的特性,在耐磨材料应用方面显示出巨大优势.     

功能性环氧树脂复合材料研究进展

简述了近年来环氧树脂在功能性复合材料领域中的研究和应用,介绍了环氧树脂在灌浆材料、功能涂料、封装材料和胶黏剂等方面的研究现状;在此基础上,分析了当前功能性环氧树脂复合材料研究中存在的问题,并就分析结果展望了环氧树脂复合材料的发展趋势。     

晶须改性氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料的研究

为了改善氰酸酯树脂基复合材料的层间性能,研究了不同类型晶须材料,即硼酸铝晶须、钛酸钾晶须和硫酸钙晶须对氰酸酯树脂的增韧改性作用,并探讨了硼酸铝晶须对氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料的力学性能和耐湿热性的影响.研究结果表明:3种晶须材料均可显著提高氰酸酯树脂的弯曲强度和冲击强度,硼酸铝晶须改性效果最佳;硼酸铝晶须添加到氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料中,复合材料的层间剪切强度和弯曲性能大幅增强,耐湿热性能明显提高.SEM分析表明:晶须在材料破坏过程中,能起到"锚钉"和阻止微裂纹扩展的作用,是氰酸酯树脂的韧性以及复合材料的层间剪切强度得到改善的主要原因.     

化学刻蚀法在PVC/CaCO3复合材料显微结构研究中的应用

针对未经刻蚀处理所制备的SEM样品在研究PVC/CaCO3复合材料显微结构时的缺陷--碳酸钙填料和聚氯乙烯基体间较小的光学反差使电镜下很难辨别填料在基体中的分散状况,首次将化学刻蚀法引入PVC/CaCO3复合材料的微观结构研究中.结果表明:化学刻蚀制样法令碳酸钙粒子在PVC基体中的分散结构变得直观可视,为PVC/CaCO3材料的性能研究和质量控制提供了可靠的材料学图像依据,为高聚物/无机粒子复合材料的微观结构研究开拓了新思路.该方法可应用于其它类似复合材料的研究.     

喷射沉积金属基颗粒复合材料的研究

对喷射沉积金属基颗粒复合材料的工艺过程及其主要影响因素进行了分析,对制得的复合材料进行了结构观察和性能试验,对喷射沉积凝固特点进行了讨论。试验结果表明,采用该工艺制取金属基颗粒复合材料,能够克服传统方法的某些不足,增强颗粒在基体中呈弥散分布,无凝固偏析。与基体合金比较,复合材料硬度有较大提高,且具有优良的耐磨性。     

植物结构铝基复合材料的制备及热学性能

为研制新型复合材料,将植物结构引入到金属基复合材料的制备中.该文以柳桉木材为模板,先将其转变为多孔碳,再通过铝合金和硅树脂的浸渍,制备了具有木材结构的Al/C、Al/(SiC+C)两种铝基复合材料,并通过扫面电镜、热膨胀仪和导热仪对复合材料的微观结构、热膨胀性能及导热性能进行了研究,建立了导热模型.结果发现该复合材料的结构由所选模板的结构决定,这与以往结构完全由人为控制的金属基复合材料不同;并且其热膨胀系数明显低于铝合金,导热系数(98.2和95.4 W·m~(-1)·K~(-1))远高于由木材转化的多孔碳(2.22 W·m~(-1)·K~(-1)).     

低压铸造法制备铝基复合材料的研究现状

低压铸造工艺是一种近净成型技术,在金属基复合材料制备中具有广泛的应用和发展前景。概述了目前利用低压铸造技术制备铝基复合材料的研究进展,重点阐述了复合材料的充型基本理论和铸造工艺研究中存在的问题,并提出了今后需要重点研究的方向。