先进纤维增强树脂基复合材料在航空航天工业中的应用

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先进复合材料在航空航天领域的应用..

先进复合材料在航空航天领域的应用..

演讲人:王美玉
谢谢
由于 C F R P明显减重以及在使用中不会因疲劳或 腐蚀受损,大大减少了油耗和排放,燃油的经济性比 其直接竞争机型低1 3%左右,降低了运营成本,每 英里成本比目前效率最高的飞机低 15%~20% , 成 为第1个每位乘客每百公里耗油少于3 L的远程客机。 2)波音公司的B787飞机,又称为“ 梦想客机” ,除 了采用新型的发动机和创新的流线型机翼设计外, 在 其主体结构( 包括机翼和机身) 上大量采用先进的复 合材料,先进复合材料在 B787的用量高达 50% 。
2、先进复合材料在军用飞机上的应用
先进复合材料在军用飞机上应用3 0多年来, 已经从最 初的非承力构件发展到应用于次承力和主承力构件, 如 垂直尾翼、 水平安定面、 方向舵、 前机身和机翼蒙皮等。 1)欧洲的 A400M 属于新一代大 型军用运输机, 在材料应用技术上有了新的飞跃, 主 要表现为先进复合材料占结构质量的3 5%~4 0% 。 在 A400M 运输机上, 特别值得提出的是复合材料 机翼, 碳纤维复合材料占机翼结构质量比例高达8 5% , 开创了使用复合材料为主要材料制造大型运输机机翼的先 例。
一些先进树脂基复合材料具有比较好的雷达传输和介电 透射特性,当雷达波透射到这些树脂基复合材料时,不 容易形成爬行的电磁波, 因此也被用做隐身材料。
3、在固体火箭上的应用
固体火箭发动机是当今各种导弹武器的主要动力装置,计 算结果表明, 固体火箭一、 二、 三级发动机结构质量每 减轻1kg, 导弹射程相应地增加 0.6、3、16km 左右, 所 以对壳体特别是末级发动机壳体进行结构减重是战略导弹 总体设计师孜孜以求的目标, 而达到目标最重要的技术 途径之一就是采用先进的材料。 采用碳纤维复合材料将大大减轻火箭和导弹的惰性质 量, 既减轻发射质量,又可节省发射费用或携带更重的 弹头或增加有效射程和落点精度。20世纪60年代初,开 始采用纤维缠绕成型的玻璃钢壳体取代钢壳, 如美国的 潜地导弹“ 北极星 A-3 ” 发动机玻璃钢壳体质量比“ A -1” 的合金钢减轻了60% ,成本降低了66% 。

先进复合材料在航空航天领域的应用

先进复合材料在航空航天领域的应用

先进复合材料在航空航天领域的应用1概述现阶段,我国航空航天事业得到前所未有的发展,航空航天领域对材料的要求不断提升,为了满足航空航天领域对材料性能的要求,应该研发新型、高性能的材料,先进复合材料应运而生,其具有多功能性、经济效益最大化、结构整体性以及可设计性等众多特点。

将先进复合材料应用在航空航天领域,能够有效地提高现代航空航天器的性能,减轻其质量。

和传统钢、铝材料相比,先进复合材料的应用,能够减轻航天航空器结构重量的30%左右,在提高航空航天器性能的同时,还能降低制造和发射成木。

现阶段,先进復合材料己经成为飞船、卫星、火箭、飞机等现代航空航天器的理想材料,同时,先进复合材料己经和高分子材料、无机非金属材料及金属材料并列为四大材料。

因此,文章针对先进复合材料在航空航天领域应用的研究具有重要的现实意义。

2我国先进复合材料发展现状自20世纪70年代开始,我国就开始了对复合材料的研究工作,经过40多年的研究与发展,我国先进复合材料的技术水平不断提高,并且取得了可喜的进步。

现阶段,我国先进复合材料在航空航天领域中的应用,逐渐实现了从次承力构件向主承力构件的转变,被广泛地推广和应用在军机、民机、航空发动机、新型验证机和无人机、卫星和宇航器、导弹以及火箭等领域,即先进复合材料己经进入到实践应用阶段。

但是,我国先进复合材料技术的发展和研究成果与国外发达国家的水平还具有一定的差距,现阶段我国先进复合材料的设计理念、制备方法、加工设备、生产工艺以及应用规模等都相对落后。

例如,我国军用战斗机中复合材料的用量低于国外先进战斗机的复合材料用量,仅有少数的军用战斗机超过20%,例如J-20其复合材料的用量约为27%。

我国成功研制的C919大型民用飞机,单架飞机的先进复合材料的用量超过16吨,标志着我国先进复合材料在航空航天领域的应用水平在不断提高。

3先进复合材料简介3.1先进复合材料的组成复合材料是由金属、无机非金属、有机高分子等若干种材料采用复合工艺组成的新兴材料,先进复合材料不仅能够保留原有组成材料的特点,还能够对各种组成材料的优良性能进行综合,各种材料性能的相互补充和关联,能够赋予新兴复合材料无法比拟的优越性能。

碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用及其发展

碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用及其发展

碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用及其发展摘要:本文介绍了碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用,阐述了其特点,最后总结了未来纤维增强热塑性复合材料的发展趋势。

关键词:碳纤维;热塑性复合材料;发展趋势引言目前,世界各国在航空飞行器市场上的竞争越来越激烈,航空领域复合材料的应用对飞机减重、耐腐蚀性能和降低成本方面起到重要的作用。

由于环境污染和资源回收问题引发了全球的重视,已经得到广泛应用的碳纤维热固性树脂复合材料遭到了一定程度的冲击。

此时韧性、耐湿、耐腐蚀性好、可冋收性、具有电磁屏蔽能力、在恶劣环境具有稳定性、耐久性的碳纤维热塑性复合材料得到了各国的关注。

碳纤维增强热塑性树脂复合材料(CFRTP)是以热塑性树脂为基体、以碳纤维为增强体而制成的复合材料。

碳纤维是一种含碳量在90%以上且具有高强度、高比模量、低密度、耐高温、耐化学腐蚀、低电阻、高导热、耐辐射以及优良阻尼减震降噪等性能的纤维材料[1]。

热塑性树脂可分为高性能树脂和通用树脂,常见的高性能树脂有聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫酰(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)等。

1 碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用1.1国外应用现状洛克希德•马丁公司生产的C-130运输机中许多结构采用了纤维增强热塑性复合材料。

起落架舱门使用的是碳纤维增强聚醚醚酮(C/PEEK)高性能热塑性复合材料,C/PEEK 复合材料的韧性好,可以有效防止沙石等颗粒物的冲击损伤[2-3]。

西科斯基公司生产的CH-53K直升机货厢地板采用的材料为C/PEEK,并使用了电磁感应熔焊技术,增加了飞机的有效载重和容量[4]。

空客公司一直是先进材料应用方面的领军者,并已经成功地将PPS树脂基热塑性复合材料应用在了一些结构简单、尺寸较小的肋、梁等飞机的简单零件上,其中A350XWB机身就采用了很多热塑性复合材料支架和加强角片等[5-6]。

随着高性能热塑性复合材料的材料性能、成形工艺,以及装配技术的提高,已被逐步应用在空客飞机的次承力结构件上,如A340/500, A380固定翼前缘的结构中采用了C/PPS 热塑性复合材料[5]。

复合材料在航空航天领域中的应用

复合材料在航空航天领域中的应用

复合材料在航空航天领域中的应用复合材料与金属、高聚物、陶瓷并称为四大材料。

复合材料工业水平已成为衡量其科技与经济实力标志之一。

先进复合材料是国家安全和国民经济具有竞争优势的源泉。

在纤维增强复合材料领域中,环氧树脂大显身手。

它与高性能纤维PAN基碳纤维、S或E玻璃纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维复合,便成为不可替代的重要的基体材料和结构材料,广泛运用在电子电力、航天航空、运动器材、建筑补强、压力管道、化工防腐等六个领域。

航空航天用树脂基复合材料据有关资料报道,航天飞行器的质量每减少1千克,就可使运载火箭减轻500千克,而一次卫星发射费用达几千万美元。

高成本的因素,使得结构材料质轻,高性能显得尤为重要。

利用纤维缠绕工艺制造的环氧基固体发动机罩耐腐蚀、耐高温、耐辐射,而且密度小、刚性好、强度高、尺寸稳定。

再如导弹弹头和卫星整流罩、宇宙飞船的防热材料、太阳能电池阵基板都采用了环氧基及环氧酚醛基纤维增强材料来制造。

出于航天航空飞行及其安全的考虑所需,作为结构材料应具有轻质高强、高可靠性和稳定性,环氧碳纤维复合材料成为不可缺少的材料。

高性能环氧复合材料采用的增强材料主要是碳纤维(CF)以及CF 和芳纶纤维(K-49)或高强玻璃纤维(S-GF)的混杂纤维。

所用基体材料环氧树脂约占高性能复合材料树脂用量的90%左右。

高性能复合材料成型工艺多采用单向预浸料干法铺层,热压罐固化成型。

高性能环氧复合材料已广泛应用在各种飞机上。

以美国为例,20世纪60年代就开始应用硼/环氧复合材料作飞机蒙皮、操作面等。

由于硼纤维造价太贵,70年代转向碳/环氧复合材料,并得到快速发展。

大致可分为三个阶段。

第一阶段应用于受力不大的构件,如各类操纵面、舵面、扰流片、副翼、口盖、阻力板、起落架舱门、发动机罩等次结构上。

第二阶段应用于承力大的结构件上,如安定面、全动平尾和主受力结构机翼等。

第三阶段应用于复杂受力结构,如机身、中央翼盒等。

一般可减重20%~30%。

碳纤维增强树脂基复合材料的应用及展望 张钰阳

碳纤维增强树脂基复合材料的应用及展望 张钰阳

碳纤维增强树脂基复合材料的应用及展望张钰阳摘要:碳纤维增强树脂基复合材料具有高强质轻、耐高温、耐疲劳等性能,在航空航天和轨道交通领域已从非承力构件扩展应用到主承力构件,在风电领域作为风机叶片的材料降低了风机负载,提高了风能利用率,在体育休闲领域用来制作渔杆、自行车、球拍、滑雪板等休闲体育器材,提高了国际体育比赛的竞争力;由于其X射线透过性强且与生物相容性好,在医疗器械领域用来制作人工器官和数字影像设备配套板材。

指出我国碳纤维复合材料完整的产业链已基本形成,但在高品质和低成本化方面与国外仍存在一定差距。

建议加强碳纤维基础性的应用研究,组建碳纤维领域专业人才的研发团队,提供专业装备的配套服务,拓宽碳纤维增强复合材料的应用领域。

关键词:碳纤维复合材料;工艺;应用;展望1.碳纤维增强树脂基复合材料的成型工艺碳纤维具有柔软可加工性,适用于真空热压罐、模压、树脂传递模塑(RTM)、拉挤等多种成型工艺。

真空袋/热压罐成型工艺:将已完成预定铺层的碳纤维增强树脂基复合材料胚料放在专用压力容器内,再依次辅设隔离膜、透气毡、真空袋膜等,使胚料密封于容器和真空袋之间,然后在容器内施加一定的压力和温度,通过抽真空、加压升温固化成型。

该工艺适用于机翼、机身、雷达等航空航天设备制作成型。

模压工艺:将已完成铺层的胚料放入金属模具的上、下模模腔内,随后施加一定的压力(8~10MPa),升温固化成型。

该工艺成型快,精度高,适用于表观光滑,尺寸精度要求高的产品批量生产。

RTM成型工艺:将增强纤维织物预先在模具中形成相应的形状,再将树脂注塑于封闭的模腔中完全浸润纤维织物,然后固化成型。

该工艺产品形状灵活,成型简捷,多适用于游艇、船体的设计。

拉挤成型工艺:在一定牵引力作用下,将连续纤维丝束、纤维带经过树脂槽进行浸渍胶液,然后依次通过挤压模具固化成型,此过程可实现自动化控制,生产效率高,适用于生产方形、角型、工字型等截面的型材,目前在风电领域应用较多。

复合材料的构型化设计及在航空方面的应用

复合材料的构型化设计及在航空方面的应用
关麓 词 : 复合材 料 构型化设计
1 脏 空 用 复 合材 料
能 指 标 一抗 冲 击 性 能 相 当 出 色 。 光 谱 纤 维 制 成 的编 织 物 能
在现代材料科 学与技 术的发展历程中 ,航空材料一直扮 迅速消散发射中产生的能量 。它 已列入美 国海岸警 卫队 更综 演着 先导和基 础作用。航空材料反映结构材料发展 的前沿 , 合化 、更轻质的飞机装 甲系统材料 ,另外 也用于一系列固定
度 高、耐高温 、减 振性好 、耐疲劳性能优越等优 点 ,是 目前 民用 飞机 上用量最大 ,也是航空航天等尖端科技领域发展较
1 . 3 陶 瓷基 和 碳 /碳 复 合 材 料
陶瓷基和碳 / 碳复合材料属 于耐热结构复合材料 。陶瓷
为成 熟 的 先进 复 合 材 料 。 近 年 的 趋 势 是 发 展 液 态 成 型 纺 织 复 基 复 合 材 料 抗 弯强 度 高 ,断 裂韧 性 高 ,比 重 小 ,抗 氧 化 ,耐 2 5 0~ 1 6 5 0  ̄ C。碳 / 合材料和 非热压罐型技术如 电子束辐照交联技术等 ,即低 成 高 温 ,热 膨 胀 系数 较 小 ,工 作 温 度 在 1
构 件 , 又可 用 于 功 能件 及 结 构 功 能 件 。国 际 上 航 空 先 进 树 脂 铍。金属基复合材料在 国外 已实现 了商品化 ,而在我国仅有
基复合材料 的主要 性能要求是较高的耐温度使用性 、尽可 能 少 量 批 量 生 产 ,以 汽 车 零 件 、机 械 零 件 为 主 ,主 要 是 耐 磨 复
材料 。按基体材料 的不同 ,先进复合材料可分为树脂基复合 日被 取 消 之 前 ) 【 6 1 。 大 型 直 升 机 使 用 这 种 装 甲 材 料 也 被 国 外

先进树脂基复合材料在中国航天器中的应用

先进树脂基复合材料在中国航天器中的应用

第39卷第4期航天返回与遥感2018年8月SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING101先进树脂基复合材料在中国航天器中的应用殷永霞李皓鹏(北京空间机电研究所,北京 100094)摘要文章介绍了以碳纤维增强树脂基复合材料为典型代表的先进复合材料在空间遥感器、卫星结构以及载人飞船上的典型应用和关键技术,阐述了在大型高分辨、长焦距、大口径遥感器发展需求的背景下,先进复合材料目前应解决的关键问题和未来的发展方向。

关键词卫星结构应用发展方向遥感相机树脂基复合材料中图分类号: V45文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2018)04-0101-08DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2018.04.013Applications of Advanced Resin Matrix Composites in ChinaSpacecraftYIN Yongxia LI Haopeng(Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity, Beijing 100094, China)Abstract This paper introduced the typical applications and key technologies of advanced composite materials represented by carbon fiber reinforced resin matrix composites in space remote sensors, satellite structures and manned spacecraft. The key issues and future development directions of advanced materials under the requirements of large scale, high resolution, long focus, large aperture remote sensors were elaborated.Key words satellite structure; applications; development directions; remote sensing camera; resin matrix composites0引言自20世纪60年代以来,以碳纤维增强树脂基复合材料为典型代表的先进复合材料被广泛用于航天器的结构材料和以热防护为主的功能材料,对实现航天器结构减重和功能最大化起到了不可替代的作用。

先进复合材料在航空航天中的应用及发展

先进复合材料在航空航天中的应用及发展

摘要:21世纪是新型材料为物质根底的时代。

各种高分子材料以它优异的性能在各种方面领域有广泛的应用。

在飞机制造工业中,由于高分子材料的使用,飞机本身的质量的减轻性能更加稳定的同时也减少了能源的消耗。

本文主要是列举了几种常见的高分子材料在飞机上的应用。

关键词:航空航天;国防1. 前言材料是人们生活和生产必须的物质根底。

也是人类进化的重要里程碑。

材料科学主要研究材料的成分、分子或原子机构、微观与宏观组织以与加工制造工艺和性能之间的关系。

它是一门边缘新科学,主要一固态物理和固态化学、晶体学、热力学等位根底,结合冶金化工与各种高新科技术来探讨材料在规律和应用。

材料是人类用来制造机器、构件、器件和其他产品的物质。

但并不是所有物质都可称为材料,如燃料和化工原料、工业化学品、食物和药品等,一般都不算作材料。

2.材料可按多种方法进展分类。

按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。

按用途分为电子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。

实际应用中又常分为结构材料和功能材料。

结构材料是以力学性质为根底,用以制造以受力为主的构件。

结构材料也有物理性质或化学性质的要求,如光泽、热导率、抗辐照能力、抗氧化、抗腐蚀能力等,根据材料用途不同,对性能的要求也不一样。

功能材料主要是利用物质的物理、化学性质或生物现象等对外界变化产生的不同反响而制成的一类材料。

如半导体材料、超导材料、光电子材料、磁性材料等。

材料是人类赖以生存和开展的物质根底。

20世纪70年代,人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。

80年代,随着高技术群的兴起,又把新材料与信息技术、生物技术并列作为新技术革命的重要标志。

现代社会,材料已成为国民经济建立、国防建立和人民生活的重要组成局部。

3.材料的开展简史人类社会的开展历程,是以材料为主要标志的。

100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。

1万年以前,人类对石器进展加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。

环氧树脂增强玻璃纤维

环氧树脂增强玻璃纤维

环氧树脂增强玻璃纤维
在现代工业领域中,环氧树脂增强玻璃纤维由于其优异的性能和广泛的应用领域而备受青睐。

环氧树脂是一种聚合物材料,具有高度的耐腐蚀性和机械强度,而玻璃纤维则是一种优秀的增强材料,两者结合后形成的复合材料,在航空航天、汽车制造、建筑等领域有着广泛的应用。

环氧树脂增强玻璃纤维的制备过程中,首先将环氧树脂和硬化剂按一定比例混合,形成了环氧树脂基体。

然后将玻璃纤维布与环氧树脂基体结合在一起,经过一定的压力和温度条件下固化成型,形成最终的复合材料产品。

这种制备方法简单易行,且能够灵活地控制材料的性能和形状。

环氧树脂增强玻璃纤维复合材料具有优秀的机械性能,如高强度、高模量、优异的耐磨性和耐疲劳性能,使其在航空航天领域中得到广泛应用。

例如,飞机的结构件和内饰部件中常使用环氧树脂增强玻璃纤维复合材料,能够减轻飞机自重,提高飞行效率,同时还能提供良好的抗冲击性能和阻燃性能,提高飞机的安全性能。

此外,环氧树脂增强玻璃纤维复合材料还在汽车制造领域有着广泛的应用。

如汽车车身结构件、车轮罩、内饰件等都可以采用这种复合材料,能够减轻汽车的整体重量,提高燃油效率,同时还能增加车身的强度和刚性,提升汽车的安全性能。

在建筑领域,环氧树脂增强玻璃纤维复合材料也有着重要的应用价值。

例如,使用这种材料制作的墙体、地板、屋顶等部件,具有优异的防水性能和耐候性能,能够有效延长建筑物的使用寿命,提高建筑物的整体质量。

综上所述,环氧树脂增强玻璃纤维复合材料具有广泛的应用前景和巨大的市场需求。

随着科技的发展和工艺水平的提高,相信这种优秀的复合材料在未来会有更多的创新和应用,为各个领域的发展带来新的机遇和挑战。

碳纤维增强树脂基复合材料对于人类社会经济发展的重要意义-概述说明以及解释

碳纤维增强树脂基复合材料对于人类社会经济发展的重要意义-概述说明以及解释

碳纤维增强树脂基复合材料对于人类社会经济发展的重要意义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以简要介绍碳纤维增强树脂基复合材料的定义和特点,以及表明该材料在人类社会经济发展中的重要意义。

概述部分内容如下:引言碳纤维增强树脂基复合材料是一种由碳纤维和树脂组成的高性能材料。

它以其轻质、高强度、耐温、耐腐蚀等特点,在工业领域得到了广泛应用。

本文旨在探讨碳纤维增强树脂基复合材料在人类社会经济发展中的重要意义。

文章结构本文将从以下几个方面进行探讨:首先,我们将介绍碳纤维增强树脂基复合材料的定义和特点;接着,我们将探讨该材料在工业领域的应用;最后,我们将总结碳纤维增强树脂基复合材料对人类社会经济发展的重要意义,并展望其未来发展的前景。

目的本文的目的在于全面了解碳纤维增强树脂基复合材料的特性和应用,以及分析其对人类社会经济发展的重要意义。

通过深入研究和论证,我们希望能够进一步认识该材料的潜力和价值,为其在未来的应用和发展提供一定的指导和推动。

1.2文章结构文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分包括概述、文章结构和目的。

在概述中,将介绍碳纤维增强树脂基复合材料的概念和特点,并说明其对于人类社会经济发展的重要性。

在文章结构部分,将对整篇文章的布局和章节内容进行简要介绍。

最后,在目的部分将阐明本文的写作目的,即通过论述碳纤维增强树脂基复合材料的重要意义来引起人们对于其发展的关注。

正文部分将分为2.1和2.2两个小节。

在2.1节中,将详细介绍碳纤维增强树脂基复合材料的定义和特点,包括其由碳纤维和树脂组成、高强度、轻质化、耐热性等方面的特点。

同时,将通过相关的实例和研究成果来支撑这些特点的重要性。

在2.2节中,将探讨碳纤维增强树脂基复合材料在工业领域的广泛应用。

将结合实际案例,讨论其在航空航天、汽车、建筑等领域中的应用和优势,以及对于社会经济发展的积极影响。

结论部分将呈现碳纤维增强树脂基复合材料对人类社会经济发展的重要意义。

新型复合材料在飞行器制造中的应用研究

新型复合材料在飞行器制造中的应用研究

新型复合材料在飞行器制造中的应用研究在现代航空航天领域,飞行器的性能和质量要求不断提高,新型复合材料因其出色的性能特点,在飞行器制造中扮演着日益重要的角色。

这些材料不仅能够减轻飞行器的重量,提高燃油效率,还能增强结构强度和耐久性,为飞行器的设计和制造带来了全新的可能性。

一、新型复合材料的种类及特点1、碳纤维增强复合材料(CFRP)碳纤维增强复合材料是由碳纤维与树脂基体复合而成。

碳纤维具有高强度、高模量的特点,而树脂基体则提供了良好的韧性和耐腐蚀性。

CFRP 的比强度和比模量远高于传统金属材料,使其在减轻飞行器结构重量方面表现出色。

同时,它还具有良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能,能够延长飞行器的使用寿命。

2、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)玻璃纤维增强复合材料由玻璃纤维和树脂基体组成。

虽然其性能不如碳纤维增强复合材料,但具有成本较低、加工性能好等优点。

在一些对性能要求不是特别高的飞行器部件中,如非承力结构件、内饰件等,GFRP 得到了广泛应用。

3、芳纶纤维增强复合材料(AFRP)芳纶纤维具有优异的抗冲击性能和耐高温性能,与树脂基体复合后形成的 AFRP 在防弹、抗冲击防护等方面具有独特的优势。

在飞行器制造中,AFRP 常用于制造飞机的舱门、机翼前缘等部位,以提高飞行器的抗冲击能力和安全性。

4、陶瓷基复合材料(CMC)陶瓷基复合材料具有耐高温、高强度、抗氧化等优异性能,适用于飞行器的高温部件,如发动机热端部件、燃烧室等。

CMC 能够承受高温燃气的冲刷和腐蚀,提高发动机的工作效率和可靠性。

二、新型复合材料在飞行器结构中的应用1、机翼和机身结构新型复合材料在机翼和机身结构中的应用可以显著减轻重量,提高结构效率。

例如,波音 787 客机的机身结构大量采用了 CFRP,其重量比传统铝合金机身减轻了 20%左右,大大降低了燃油消耗。

同时,复合材料的可设计性使得机翼和机身的气动外形能够得到更精确的优化,提高了飞行器的飞行性能。

浅谈复合材料在航空航天领域中的应用

浅谈复合材料在航空航天领域中的应用

浅谈复合材料在航空航天领域中的应用摘要:复合材料是由两种或多种有机聚合物、无机非金属或金属以及其他不同性质的材料通过特殊工艺组合而成的人造材料,具有轻质量,耐腐蚀、高耐热行,各向异性,隔音效果好、抗震动能力强、材料结构可设计,易加工等特点,是制造航空飞机、火箭的理想材料。

人类在发现复合材料之后,就不断把其卓越的优势性能应用在飞机上。

关键词:航空复合材料;工艺技术;航空领域一、前言进入21世纪以来,复合材料技术在航空领域应用激增,不管是在军用飞机上还是民用飞机上的应用不断增加,其目的都是在提高飞机飞行速度的同时尽可能的减低飞机重量,减少制造飞机的成本。

随着复合材料及其结构研究的不断地深入,科研人员也在不断的实验中把复合材料在飞机上的应用范围的不断扩大,从细小的零部件到飞机整体结构,到了今天,飞机上复合材料的占比还在不断增加[1]。

在飞机的设计上,用复合材料设计的航空结构替代传统的金属材料设计的结构能够减轻20~30%的重量,材料成本节约15~30%。

近年来复合材料发展迅速,制备技术也在不断进步,研究如何提高其取代传统金属在飞机上的占比,在国内空天科技前沿领域具有重要战略意义。

二、航空用复合材料航空领域对飞机上的材料要求非常严格,除了牢固、高强度之外,还不能太重,而复合材料的发现正好满足了航空飞机对轻质高强度的结构材料的需求[2]。

目前和以后很长一段时间的复合材料的研究核心都是能够用于生产航空或航天飞行器结构件的树脂基复合材料。

碳基复合材料是一种以陶瓷纤维为增强体,以碳为基体的复合材料的总称,具有超强的耐热能力、烧蚀性能、抗蠕变能力良好,热导率低等优点。

若要发挥碳基复合材料的全部性能,氧化保护措施是重中之重的[3]。

防止氧化的方法主要有3种:一种利用化学气相渗透法(CVI)形成C/(C/SiC)混杂基体复合材料,提高抗氧化能力;一种是采用料浆浸渍-热解工艺;最后一种是改变表面涂层工艺。

避免出现烧蚀现象,提高耐热能力。

先进树脂基复合材料技术发展及应用现状

先进树脂基复合材料技术发展及应用现状

先进树脂基复合材料技术发展及应用现状一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展,先进树脂基复合材料作为一种高性能、轻质、高强度的材料,已经在航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等众多领域得到了广泛应用。

本文旨在对先进树脂基复合材料技术的发展历程进行深入剖析,并探讨其在各个领域的应用现状。

通过对国内外相关研究的综述,本文将总结先进树脂基复合材料技术的发展趋势,以及面临的挑战和机遇,以期为推动该领域的技术进步和产业发展提供参考。

在文章的结构上,本文首先将对先进树脂基复合材料的定义、分类及特点进行阐述,为后续的研究奠定理论基础。

接着,文章将回顾先进树脂基复合材料技术的发展历程,分析其在不同历史阶段的主要特点和成就。

在此基础上,文章将重点探讨先进树脂基复合材料在各个领域的应用现状,包括航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等。

文章还将关注先进树脂基复合材料技术在实际应用中面临的挑战,如成本、性能优化、环保等问题,并提出相应的解决方案。

文章将展望先进树脂基复合材料技术的发展前景,探讨其在未来可能的发展趋势和创新点。

通过对先进树脂基复合材料技术的深入研究和分析,本文旨在为相关领域的科研人员、工程师和管理者提供有益的参考和启示,推动先进树脂基复合材料技术的持续发展和创新。

二、先进树脂基复合材料技术的发展先进树脂基复合材料技术的发展经历了从简单的层压复合材料到高性能、多功能复合材料的演变。

近年来,随着科技的不断进步,该领域取得了显著的突破和进展。

树脂体系的创新:树脂作为复合材料的基体,其性能直接影响着复合材料的整体性能。

传统的树脂体系如环氧树脂、酚醛树脂等,虽然在很多领域有广泛应用,但随着性能要求的提升,新型树脂体系如聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等逐渐崭露头角。

这些新型树脂具有更高的热稳定性、更低的介电常数和介电损耗,以及更好的机械性能,为先进树脂基复合材料的发展提供了强大的支撑。

增强材料的多样化:增强材料是复合材料中的关键组成部分,其种类和性能直接影响着复合材料的力学性能和功能特性。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料

(FRP)广泛应用于制造工业零部件和印刷电路板等产业 。
截止2010年1月底全国共有61家玻璃钢生产企业(其中包括
四川省江南玻璃钢有限公司,重庆市君豪玻璃钢有限责任公
司)
整理课件
2
为什么采用环氧树脂做基体?
环氧树脂固化收缩率代低,仅1%-3%,而不饱和聚酯树脂却高达7%8%;粘结力强;有B阶段,有利于生产工艺; 可低压固化,挥发份甚低; 固化后力学性能、耐化学性佳,电绝缘性能良好。
弯曲模量 压缩强度
34.48GPa
310.3MPa
331.0MPa
整理课件
3
纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介
目前在生产上经常采用的成型方法有16种:
1、手糊成型——湿法铺层成型
10、压力袋成型
2、夹层结构成型(手糊法、机械法)11、树脂注射和树脂传递RTM模塑成
3、模压成型

4、层压成型
12、卷制成型
1)、制品表面发粘
原因1:空气湿度太大,水对树脂起阻聚作用 解决办法: (1)在树脂中加入0.02%左右的液体石蜡;
(2)在树脂中掺加5%的异腈酸酯 ; (3)制品表面覆盖薄膜隔绝空气;
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原因2: 引发剂、促进剂的比例弄错或失效,更换引 发剂、促进剂。
2)、制品内气泡太多
1、控制胶含量
原因1: 树脂用量过多 解决办法: 2、注意拌合方式
量过多时,部分纤维难以被树脂充分浸润,从而在材料中形成许多结合较弱
的界面,当材料受力时,这些界面容易脱附拔出,应力传递失效,使材料的性能下降
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当玻璃纤维体积含量为50%时,复合材料的性能较好
四、玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的应用

树脂基复合材料

树脂基复合材料

树脂基复合材料树脂基复合材料》是一种具有广泛应用潜力的新型材料。

它是由树脂基质和增强材料组成的复合材料,兼具树脂的优良性能和增强材料的高强度特性。

树脂基复合材料在现代工程和科技领域中得到了广泛应用。

它的出现主要是为了解决传统材料的局限性,例如金属材料的重量和腐蚀问题,以及陶瓷材料的脆性。

树脂基复合材料具有优异的物理性能和化学稳定性,能够满足多种应用需求。

树脂基复合材料的基本结构包括树脂基质和增强材料。

树脂基质通常是一种聚合物,如环氧树脂、聚酯树脂或聚丙烯等。

增强材料可以是纤维(如碳纤维、玻璃纤维)或颗粒(如陶瓷颗粒、金属颗粒)等。

通过将树脂基质与增强材料结合起来,形成了具有优异性能的树脂基复合材料。

树脂基复合材料具有许多优点。

首先,它们具有较低的密度和高强度,使其成为替代传统材料的理想选择。

其次,树脂基复合材料具有良好的耐腐蚀性和耐热性,在恶劣环境下仍能保持稳定性。

此外,它们还具有良好的可加工性,可以通过各种加工方法制备成不同形状和尺寸的产品。

总之,《树脂基复合材料》是一种具有广泛应用潜力的新型材料,通过将树脂基质与增强材料结合,能够满足多种工程和科技领域的需求。

树脂基复合材料主要由树脂和增强物构成。

树脂是树脂基复合材料的主要基质,在其中起到粘结和固化增强物的作用。

树脂可以是不同类型的聚合物,如环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等。

这些树脂具有良好的粘结性和成型性,能够满足不同应用需求。

增强物是树脂基复合材料中的另一个关键组成部分,用于增强材料的机械性能和耐久性。

常见的增强物包括纤维材料、颗粒材料和填料等。

纤维材料常用的有玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等,它们具有较高的强度和刚度,可在复合材料中增强和增加承载能力。

颗粒材料可用于提高复合材料的硬度和耐磨性。

填料可以改善复合材料的流动性和加工性能。

树脂和增强物的选择根据应用需求和性能要求而定,通过合理的配方可以获得具有优异性能的树脂基复合材料。

这种复合材料在航空航天、汽车、建筑和电子等领域具有广泛的应用前景。

树脂基复合材料在航空中的应用

树脂基复合材料在航空中的应用

树脂基复合材料在航空中的应用
树脂基复合材料在航空中的应用正在逐步增加。

航空工业对于材料的要求非常高,主要因为航空器需要具备高强度、低密度和抗腐蚀等特点。

树脂基复合材料具有这些特点,同时还具有较好的设计自由度和可塑性,因此被广泛应用于航空领域。

航空中最常见的树脂基复合材料是碳纤维增强聚合物复合材料。

这种复合材料具有极高的强度和刚度,同时重量也很轻。

因此,它被广泛应用于航空器的结构件、机翼和机身等部件中。

此外,树脂基复合材料还可以用于制造飞机的内饰、座椅和厕所等部件。

树脂基复合材料还具有良好的抗腐蚀性能,这也是它在航空领域中得到广泛应用的原因之一。

航空器在高空中需要经受各种气候和环境的考验,因此抗腐蚀性能是十分重要的。

总之,树脂基复合材料在航空中的应用前景非常广阔。

随着技术的不断发展和应用的不断拓展,相信树脂基复合材料将在航空领域中发挥更加重要的作用。

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纤维增强塑料在航空航天领域中的应用研究

纤维增强塑料在航空航天领域中的应用研究

纤维增强塑料在航空航天领域中的应用研究摘要:现阶段,纤维增强塑料因为优势提高而被广泛应用到了航空航天领域中,产生了良好的效果,能够解决以往传统材料中存在的各项质量现象。

在本篇文章中,主要以纤维增强塑料的组成和具体特征为主,全面论述了在航空航天领域中对于纤维增强塑料的具体应用情况。

关键词:航空航天领域;纤维增强塑料;应用研究目前,航空航天领域得到了良好的发展,该种现象离不开复合类型材料的普遍应用,其中复合类型的引进为航空航天事业发展中提供了一定的动力,既是材料领域探究的一项要点,同时还有利于改善航天器件的各项性能,将成本控制在合理范围中,而纤维增强塑料有利于对机体树脂的性能加以改进,将纤维和有着较强粘结度的机体树脂相互结合到一起,从中获取性能极佳的复合类型材料,将该种类型的材料全面落实到航天航空领域中能够发挥出良好的效果。

1、对于纤维增强塑料的论述结合相关探究表明,纤维增强塑料与以往传统类型航空航天材料相比较来看,有着不可比拟的优势,比如质量轻盈、强度非常高等。

纤维增强塑料的密度非常小、抗腐蚀性强、不会导电,所以受到了航空航天领域的普遍青睐。

文章中对纤维增强塑料展开了重点论述。

1.1纤维增强塑料的具体组成结构一般情况下,纤维浸润机体树脂成型以后形成了纤维增强塑料材料,其中,应用的纤维表现为多方面,分别是碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯、聚酯纤维等多方面。

在该项阶段内,碳纤维有着良好的刚度和强度,所以应用较为广泛,玻璃纤维的韧性强,不过不可以将其应用到碱性环境中,因为应用到碱性环境中不会发挥出一定的效果,同时还会受到碱性物质的影响使韧性处于一直下降的状态。

在纤维增强塑料中普遍应用的树脂涉及到聚酯、乙烯基酯和环氧树脂,树脂机体能够对纤维进行有效的粘结,为纤维提供一定的支撑作用。

而且树脂机体还可以全面的保护纤维。

不同类型的树脂机体获取的复合材料具备的性能也是不一样的,结合树脂自身特征,体现出了纤维增强、材料阻燃性和强度等一系列优势。

航空航天领域中的先进材料研究

航空航天领域中的先进材料研究

航空航天领域中的先进材料研究航空航天领域一直是人类探索科技、发展前沿的重要领域之一。

为了满足空运、宇航等需求的发展,研究人员们在材料、技术先进性等方面进行了大量的探索和研究。

其中,在材料研究方面,先进材料是航空航天领域的一个关键点。

这些令人兴奋的先进材料为航空航天工业提供了新的机遇,因为他们都拥有着出色的性能和特性。

在本文中,我们将探讨航空航天领域中的若干先进材料,包括纤维增强塑料、航空金属合金、陶瓷材料和复合材料等等。

1.纤维增强塑料纤维增强塑料是一类由碳纤维和树脂复合而成的耐用材料。

它的重量比传统的航空金属轻,而且具有出色的强度和硬度,能承受高温和极寒的气候条件。

在航空领域中,这种材料最常用于大型钢琴和空间飞行器的制造。

此外,纤维增强塑料的特点还使其成为汽车、体育用品和运动设备等制造的必需品。

2.航空金属合金航空金属合金一直是航空航天领域主要的材料。

随着科技不断发展,金属合金也在不断升级。

常用于航空制造的金属包括钛合金、铝合金和钢等等。

这些材料在航空领域中表现出出色的力学性能、高强度、抗腐蚀性和牢固性,长期以来一直是飞机制造商的首选材料。

3.陶瓷材料在宇宙探索中,陶瓷材料应用广泛。

一些航空航天公司在制造火箭喷口和发动机零件等方面使用陶瓷材料,以提高效率和能耗。

陶瓷材料的特点是抗磨损,具有良好的耐高温和隔热性能,非常适合在高温环境下长期使用。

此外,在防护盾和姿态调节上,陶瓷材料也表现出了很好的性能。

4.复合材料复合材料是一种由不同材料组成的复合材料,由于它的搭配组成与相互作用的优异性,以及其优良的物理特性往往表现出比单一材料更加优异的性能。

在航空领域中,复合材料最常用于制造外壳和航空部件。

由于其重量轻,比强度高,和其他材料相比,它能够降低飞行器的总重量和油耗,同时保证飞机或航天器的高强度和刚度。

总之,航空航天领域中的先进材料研究不断前进,先进材料将极大地促进飞行器和宇宙探索等行业的发展。

未来,航空航天领域中的材料研究将继续变得更加创新和多样化,为人们带来更多的机遇和挑战。

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军民两用技术与产品2010·1先进纤维增强树脂基复合材料在航空航天工业中的应用航天材料及工艺研究所赵云峰!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!"一、引言随着航空航天工业的发展,先进飞机、运载火箭和导弹、卫星等的高性能、高可靠性和低成本,很大程度上是由于新材料和新工艺的广泛应用。

先进复合材料是航空航天高技术产品的重要组成部分,它能有效降低飞机、运载火箭、导弹和卫星的结构重量,增加有效载荷和射程,降低成本。

国外各类航空航天器结构已经广泛采用了先进的纤维增强树脂基复合材料,其中应用最多的是碳纤维增强环氧树脂复合材料。

目前,先进复合材料已经取代了铝合金,成为现代大型飞机的首要结构材料。

二、先进纤维增强树脂基复合材料的特点先进纤维增强树脂基复合材料由高性能增强纤维和基体树脂按一定的工艺方法复合而成。

与其它材料相比,具备如下特点:(1)与金属材料相比,复合材料具有高的比强度和比模量,可以大幅减轻结构重量;(2)各向异性,具有良好的可设计性,可以充分发挥增强纤维的性能;(3)具有优异的耐疲劳、耐腐蚀和抗振动等特性;(4)成型工艺性好,易于制造一次整体成型复杂零件。

表1列出了几类典型的树脂基复合材料和金属材料的性能。

三、先进纤维增强树脂基复合材料在航天产品上的典型应用欧洲的“阿里安4”运载火箭采用了大量的碳纤维增强环氧树脂复合材料。

卫星发射支架,仪器舱,大型整流罩,第一、二级之间的分离壳,助推器前锥和第二、三级级间段均采用碳纤维增强环氧树脂复合材料制造而成。

“阿里安4”运载火箭卫星整流罩最大外径4米、长约12米。

由端头、前锥段、圆柱段和倒锥几部分组成。

端头为铝合金加强筋环结构。

前锥段和圆柱段采用碳纤维面板/铝蜂窝夹层结构。

“阿里安5”运载火箭大型卫星整流罩外径5.4米,同样采用碳纤维面板/铝蜂窝夹层结构。

“阿里安4”运载火箭第二、三级碳/环氧级间段直径2.6米、高度2.73米,采用8块曲型壁板组成,两端框为铝合金材料,中间用5个铝合金环框加强。

先进复合材料结构件的使用,提高了卫星结构的效率,增加了卫星的有效载荷,加强了商业竞争能力。

一些航天器结构所用的典型复合材料见表2。

四、高性能增强纤维1碳纤维碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN )、沥青、粘胶纤维等为原料,经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90%的高强度、高模量、耐高温特种纤维。

PAN 基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好,因而发展很快,产量占到90%以上。

碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小等优异性能,是国防军事工业不可缺少的工程材料。

研究制备碳纤维的新技术,特别是低成本碳纤维制备技术是国外碳纤维研究的重点。

制备碳纤维的新技术可归纳为研究发展廉价原丝、新的预氧化技术和新的碳化和石墨化技术三个方面。

为了降低碳纤维的价格,研制低成本碳纤维,美国推出了低成本碳纤维研制计划,并已取得了一定的成果,建成了采用微波碳化的试验线,取得了良好效果,使制备碳纤维的成本降低了约20%。

日本在碳纤维制造技术和生产能力上均居世界首位。

近年来,我国碳纤维的用量已经占世界总用量的1/5以上,国内在碳纤维研究方面也取得了很大进展,一些品级的碳纤维已经实现了批量生产,打破了国外的技术和产品垄断。

2芳纶纤维芳纶全称芳香族聚酰胺纤维,是一种高强度、高模量、低密度、耐磨性好的耐高温阻燃纤维,主要有间位芳纶和对位芳纶。

间位芳纶主要有杜邦公司的Nomex、帝人公司的Conex 等;对位芳纶(PPTA)主要有杜邦公司的Kevlar、帝人公司的Twaron等。

间位芳纶即聚间苯二甲酰间苯二胺纤维,我国称为芳纶1313。

它的极限氧指数LOI为29,在火焰中不会发生熔滴现象,离开火焰即会自熄。

其介电常数很低,固有的介电强度使其在高温、低温、高湿条件下均能保持优良的电绝缘性,用其制备的绝缘纸耐击穿电压可达到100千伏,是全球公认的最佳绝缘材料。

对位芳纶在我国又称芳纶1414,具有高强高模、耐高温和阻燃等性能,自1972年实现工业化以来,在个体防护、航空航天、电子信息等领域得到了广泛应用。

3超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是近年出现的新型聚烯烃纤维,该纤维也叫伸直链聚乙烯(ECPE)纤维或高强一高模聚乙烯(HTHMPE)纤维,其突出的优点是密度低。

UHMWPE纤维的表面呈惰性化,对酸、碱、一般化学药品和有机溶剂有很强的耐腐蚀性;由于其分子链上不含不饱和基团,其耐光、耐热老化性优良;其吸能性和耐磨损性优于Kevlar纤维,断裂伸长率优于高强度碳纤维;其弹道防护性能超过以Kevlar为代表的芳族聚酰胺纤维成为防弹领域里一种极具吸引力的高技术纤维;其密度约为0.97g/cm3,可浮于水面,且持续浸于水中仍能较好地保持其性能。

UHMWPE纤维还具有卫生、无毒的优点,在实际使用中不需要采取任何保护措施。

在武器装备方面,UHMWPE纤维可用于装甲车辆的防护板、雷达防护壳、头盔、坦克的防护内衬、防弹衣等。

在航空航天工程中,UHMWPE纤维增强复合材料因其轻质高强和抗撞击性能好而适用于制造各种飞机的翼尖结构、飞船结构和浮标飞机部件等,其发展速度异常迅速。

4PBO纤维PBO(聚对苯撑苯并二唑)纤维具有的5.8GPa拉伸强度和270GPa初始模量、68的极限氧指数,以及650℃的分解温度等主要性能指标,均属目前有机合成纤维之最,有着“纤维之王”之称。

1998年,PBO纤维180吨/年生产线在日本投产。

PBO纤维可用作宇宙飞船、火箭、卫星等的结构材料,发动机等的绝缘材料和电子电器部件,制作航天服,飞机座位的阻燃层,以及太空中架线、星球探测气球等。

例如,NASA采用PBO纤维制作金星探测气球。

PBO纤维还可用于导弹和子弹的防护设备、防弹背心、防弹头盔和高性能航行服;用于舰艇的结构材料,降落伞用材料,飞机机身材料等;用作弹道导弹、战术导弹的复合材料用增强材料。

5聚酰亚胺纤维聚酰亚胺纤维不仅具有高强度、高模量的特性,而且还具有耐高温、耐化学腐蚀、耐辐射、阻燃等优越的性能。

与Kevalr49相比,聚酰亚胺纤维具有较好的热氧化稳定性,在过热的水蒸气中的力学性能也相对较好。

聚酰亚胺纤维具有非常强的耐酸腐蚀性和耐光辐射性,如该纤维经1×1010rad电子照射后强度保持率仍能达到90%,这是其它纤维无法比拟的。

聚酰亚胺纤维的极限氧指数一般在35~75,发烟率低,属自熄性材料。

聚酰亚胺纤维有望在原子能工业、空间环境、航空航天及国防建设中得到广泛应用。

如聚酰亚胺纤维可编成绳索、织成织物或做成无纺布,用在高温、放射性环境中,或用于有机气体或液体的过滤、隔火毡、防火阻燃服装等。

高强度、高模量的聚酰亚胺纤维属于先进复合材料的增强材料,用于航空、航天器及火箭的制造。

五、高性能基体树脂1环氧树脂环氧树脂是聚合物基复合材料应用最广泛的基体树脂。

由于其优异的粘接性能、耐磨蚀性、力学性能、化学稳定性、电绝缘性,以及收缩率低、易加工成型、应力传递性能较好和成本低廉等优点,用于制备胶黏剂、涂料、复合材料等,可广泛应用于轻工、建筑、机械、兵器、船舶、航空航天、电子等各个领域。

但由于2010·1军民两用技术与产品环氧树脂固化后交联密度高,呈三维网状结构,但因存在内应力大,质脆,耐疲劳性、耐湿热性、耐冲击性差等不足,导致剥离强度、剪切强度较差,开裂应变低,预浸料贮存期短等缺点,使其应用受到了一定的限制。

因此,对环氧树脂的改性一直是国内外研究人员的热点课题。

目前,国内在环氧树脂增韧、增强研究方面取得了很大进展,但仍存在一些问题。

如用反应性液态聚合物和热塑性树脂增韧环氧树脂,可使冲击强度成倍地提高,但模量、耐热性能、拉伸性能均有所下降;用热致液晶改性环氧树脂虽然在增加韧性的同时,保持了其它力学性能和耐热性,但其合成和原料来源困难,造价昂贵,且热致性液晶的热变形温度很高,难与通用型基体聚合物匹配,加工成型困难。

因此,今后环氧树脂增韧增强的研究可从以下几个方面着手:(1)合成和寻找新的具有优异力学性能,能与环氧树脂很好相容且能在环氧树脂中分散良好的增韧增强材料。

(2)寻找新的制备方法,使改性剂和环氧树脂成型、加工方便,改性易于进行。

(3)拓宽环氧树脂研究和应用领域,使改性环氧树脂真正得到广泛的实际应用。

2双马来酰亚胺树脂双马来酰亚胺是由聚酰亚胺树脂派生的一类具有双活性端基的化合物,在加热或催化剂作用下可以交联固化。

具有优异的耐热性、电绝缘性、透波性、阻燃性、耐候性,良好的力学性能和尺寸稳定性。

其成型工艺类似于环氧树脂,原材料来源广泛、成本低廉。

作为先进复合材料的树脂基体、耐高温绝缘材料和胶粘剂等,双马来酰亚胺广泛应用于航空航天、机械电子、交通运输等工业领域。

但是,目前商品化的双马来酰亚胺还存在着熔点高、溶解性差、成型温度高、固化物脆性大等缺点。

对双马来酰亚胺的改性主要是在不降低其优良耐热性的前提下,尽量降低熔点和成型温度,改善溶解性、加工性能和韧性等。

3氰酸酯树脂氰酸酯树脂具有优良的力学、耐热、耐湿热和介电性能,其介电常数和介电损耗在比较宽的温度(-50℃~230℃)和电磁波频率范围内变化较小,主要用于高性能印刷电路板基材和先进战斗机雷达罩树脂基体。

20世纪80年代开始应用于雷达天线罩。

如BASF公司的一种以氰酸酯/石英纤维复合材料做成的天线罩,比环氧树脂制备的天线罩介质损耗小3倍,介电常数降低10%,吸湿率更小,湿态介电性能更优。

但氰酸酯树脂存在固化后脆性较大的缺点,可以通过共混和共聚来改善。

共混改性主要是在氰酸酯树脂中加入少量橡胶或高性能热塑性树脂;共聚改性主要是用环氧树脂、双马来酰亚胺或带不饱和双键的化合物等与氰酸酯树脂进行聚合反应来改善。

4聚酰亚胺树脂聚酰亚胺树脂(PI)是近年来研究最多的耐高温树脂,其在很宽的温度和频率范围内仍能保持较高的介电性能。

PI复合材料的力学强度相当于或超过环氧复合材料,是一种理想的高性能导弹天线罩材料。

其缺点是固化困难,常需高温高压和复杂的升温程序;由于反应生成的水或溶剂的存在导致孔隙率较高,从而引起吸潮,使电性能降低。

典型代表是PMR型PI,第一代PMR型PI的代表有美国的PMR-15、Larc-RP-46和国内的KH-304、LP-15等,可在316℃下长期使用;第二代PMR型PI的代表有美国的PMR-Ⅱ-50、V-CAP-75、AFR-700B和国内的KH-305、KH-307、KH-320B、KH-330、KH-310-10、MPI等,可在370℃下长期使用;第三代PMR型PI的目标是长期使用温度达到426℃以上。

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