温度对复合材料性能的影响
温度对碳纤维／环氧树脂层合复合材料压缩性能的影响
１ 实验 部 分
１ ． １ 实 验 材 料
本课 题所 用 的实验材 料为 环氧树 脂基 层合 复
在带有 恒 温箱 的 日本 岛 津 （ Ｓ ＨＩ ＭＡＤＺ Ｕ） 公
司 的 ＡＧ 一 ２ ５ Ｏ ＫＮＥ型 万能 材料试 验机 （ 见图 １ ） 上
合材 料 ， 所有试 件 都 是在 天 津 工 业 大学 复合 材 料
源 的环境 中 ， 使 得人 们 对 树 脂基 复合 材 料 在 高温
下 的性能关 注不 断提 升 ， 对其 在 高温下 的力 学 、 电
学等 性能进 行研 究 。
本文对 平纹 碳布增 强 环氧树 脂基层 合 复合材
料在 不 同温度 和加热 时 间下 的压 缩性 能进 行 了研
究， 分 析 了温度 和 加热 时 间对 层合 复 合 材 料压 缩
摘 要 ： 文章研 究 了碳 纤 维／ 环 氧树 脂层 合 复 合 材 料 在 常 温 以及 １ ２ ０ 。 Ｃ下 加 热 １ ５ ａｉ ｒ ｎ 、 ６ ０ ０ ｍｉ ｎ 、 １ ８ ０ ０ ａｉ ｒ ｎ 、 ３ ０ ０ ０ ｍｉ ｎ后 的 压缩性 能 。研 究 结果 表 明 ， 在 １ ２ ０ ℃ 时层 合 复 合 材 料 的 压缩 强度 较 常 温 时要 低； 随着加 热 时间的增 加 ， 压 缩强度 出现合 材料 ； 高温 ； 持 续 时间 ； 压缩性 能
中 图分 类号 ： Ｔ Ｓ Ｉ Ｏ ２ ． ４ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ３ ０ ２ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ５ ４ — ０ ３
纤 维增 强树 脂 基 复合 材 料 由于具 有 高 强 度 、
高模 量等 优 点 ， 在 汽车 工业 、 航 空航 天 、 国防等 领 域得 到 了广 泛 的应用 。随着 纤维 树脂基 复合 材料
复合材料的热稳定性与性能评估
复合材料的热稳定性与性能评估在当今的材料科学领域，复合材料因其独特的性能组合而备受关注。
其中，热稳定性是评估复合材料性能的关键指标之一。
热稳定性不仅关系到复合材料在高温环境下的使用安全性和可靠性，还对其在各种应用中的性能表现产生重要影响。
复合材料通常由两种或两种以上不同性质的材料组成，通过特定的工艺方法结合在一起，从而获得单一材料所不具备的优异性能。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料（如碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料）、颗粒增强复合材料（如碳化硅颗粒增强铝基复合材料）以及层状复合材料等。
热稳定性在复合材料中的重要性不言而喻。
当复合材料暴露在高温环境中时，可能会发生一系列物理和化学变化，如热膨胀、热分解、氧化等。
这些变化会导致材料的性能下降，甚至失效。
例如，在航空航天领域，飞机发动机部件所使用的复合材料需要在高温、高压和高速的恶劣环境下稳定工作，如果热稳定性不足，可能会引发严重的安全事故。
在电子领域，集成电路封装所使用的复合材料需要具备良好的热稳定性，以保证电子元件的正常运行和长寿命。
那么，如何评估复合材料的热稳定性呢？这需要综合考虑多个因素，并采用一系列的测试方法和分析手段。
热重分析（TGA）是一种常用的评估方法。
通过测量材料在加热过程中的质量变化，可以了解材料的热分解温度、分解速率以及残留质量等信息。
例如，对于聚合物基复合材料，可以通过 TGA 确定聚合物基体的分解温度和分解过程，从而评估其热稳定性。
差示扫描量热法（DSC）也是重要的评估手段之一。
它可以测量材料在加热或冷却过程中的热量变化，从而确定材料的玻璃化转变温度、结晶温度和熔融温度等。
这些温度参数对于评估复合材料的热稳定性和使用温度范围具有重要意义。
热膨胀系数的测定也是必不可少的。
复合材料在受热时会发生膨胀，热膨胀系数过大可能会导致材料在温度变化时产生内应力，从而影响其性能和寿命。
通过热机械分析（TMA）等方法可以准确测量复合材料的热膨胀系数。
复合材料的力学性能影响因素
复合材料的力学性能影响因素复合材料是由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的材料组合而成的多相材料。
由于其独特的性能优势，如高强度、高刚度、良好的耐腐蚀性等，在航空航天、汽车、船舶、建筑等众多领域得到了广泛的应用。
然而，复合材料的力学性能并非一成不变，而是受到多种因素的影响。
了解这些影响因素对于优化复合材料的设计和制造，提高其性能和可靠性具有重要意义。
首先，增强材料的类型和性能是影响复合材料力学性能的关键因素之一。
常见的增强材料包括纤维（如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等）和颗粒（如碳化硅、氧化铝等）。
不同类型的增强材料具有不同的强度、刚度、韧性和热稳定性等性能。
例如，碳纤维具有极高的强度和刚度，但成本较高；玻璃纤维则成本较低，但性能相对较弱。
增强材料的性能直接决定了复合材料能够承受的载荷和变形能力。
增强材料的几何形状和尺寸也会对复合材料的力学性能产生显著影响。
纤维增强复合材料中，纤维的长度、直径、长径比以及纤维的排列方式等都会影响其力学性能。
较长的纤维能够提供更好的载荷传递和增强效果，但在加工过程中可能会出现纤维断裂和分布不均匀的问题。
纤维的排列方式可以是单向、双向或多向编织，不同的排列方式会导致复合材料在不同方向上的力学性能差异。
例如，单向纤维增强复合材料在纤维方向上具有很高的强度和刚度，而在垂直于纤维方向上的性能则相对较弱。
基体材料的性能同样不容忽视。
基体材料的作用是将增强材料粘结在一起，并传递载荷。
常见的基体材料包括聚合物（如环氧树脂、聚酯树脂等）、金属（如铝、钛等）和陶瓷（如氧化铝、碳化硅等）。
基体材料的强度、韧性、耐热性和化学稳定性等性能会影响复合材料的整体性能。
例如，聚合物基体通常具有较好的韧性和耐腐蚀性，但耐热性相对较差；金属基体则具有较高的强度和导热性，但密度较大。
复合材料中增强材料与基体材料之间的界面结合强度也是影响力学性能的重要因素。
良好的界面结合能够有效地传递载荷，提高复合材料的强度和韧性。
复合材料热压罐设备中热压温度对复合材料性能的影响
复合材料热压罐设备中热压温度对复合材料性能的影响在复合材料制造过程中，热压是一种常用的加工方法，通过应用高温和高压，将树脂与纤维增强剂结合在一起，形成结构坚固、具有优异性能的复合材料制品。
热压温度作为热压工艺中的一个重要参数，对复合材料的性能有着关键的影响。
本文将就复合材料热压设备中热压温度对复合材料性能的影响进行深入探讨。
首先，热压温度对复合材料的固化反应速率和程度有着明显的影响。
在热压过程中，温度的升高会促进树脂体系的固化反应，使树脂分子间发生交联反应，形成高分子网络结构。
随着热压温度的增加，固化反应速率加快，分子交联程度增强，进而提高了复合材料的密实度和结构强度。
因此，适当提高热压温度可以有效促进树脂的固化，提高复合材料的力学性能。
其次，热压温度对复合材料的微观结构和成分分布有着影响。
树脂在高温下会发生流变行为，使纤维增强剂在树脂基体中均匀分散，并填充到纤维束之间，从而形成复合材料的结构强度。
适当提高热压温度可以促进树脂的流动性和纤维增强剂与树脂的相互作用，增强纤维的强度，改善复合材料的界面结构。
另一方面，在高温下，可能出现树脂的热分解，过高的热压温度会导致树脂在热压过程中发生瞬间剥离或氧化分解，从而破坏复合材料的结构，降低其性能。
此外，热压温度还对复合材料的热性能和耐热性能产生影响。
热压过程中，热压温度的提高会导致复合材料的热膨胀系数增大，热导率降低。
这使得复合材料具备更好的绝缘性能和耐高温性能，适用于高温环境下的工程应用。
同时，热压温度的增加也会使复合材料的摩擦系数下降，提高抗摩擦和耐磨性能，增加其使用寿命。
然而，热压温度的提高并不是盲目增加的，需要根据具体复合材料的组成和制造工艺进行科学调整。
过高的热压温度可能会导致复合材料内部的应力积累和热应力失控，引发裂纹和变形等问题。
因此，在确定热压温度时，需要综合考虑复合材料的材料特性、热压工艺参数等因素，找到一个合适的平衡点。
综上所述，热压温度对复合材料的性能具有重要的影响。
复合材料加热过程中的热力学参数分析
复合材料加热过程中的热力学参数分析随着科技的不断发展，复合材料在现代工业中得到了广泛的应用。
然而，复合材料在制造和加工过程中需要注意一些特殊的参数，其中热力学参数是非常重要的一项。
一、引言复合材料是指由两种或两种以上材料按照一定比例和布局方式，采用不同的工艺方法制作而成的新材料。
它具有高强度、高刚度、低密度、耐腐蚀、良好的热稳定性等特点，因此在航空、航天、汽车、建筑等领域被广泛应用。
然而，在复合材料的加工和制造过程中，温度对其性能有着很大的影响。
本文将从热力学参数的角度，探讨复合材料加热过程中应该注意的问题。
二、复合材料在加热过程中的热力学参数1. 热容量热容量是指材料在单位温度上吸收或放出的热量，它反映了材料对温度变化的响应能力。
在复合材料的加热过程中，材料的热容量很重要，因为它可以决定不同温度下材料的温度变化速度。
热容量的大小取决于复合材料的成分和密度，一般情况下密度越小，热容量越大。
在加热过程中，需要根据复合材料的热容量来确定加热时间和加热速度，以避免过度加热导致材料熔化或热变形。
2. 热传导率热传导率是指材料单位时间内传导的热量，它反映了材料对热能的传递能力。
在复合材料的加热过程中，热传导率也是非常重要的一个热力学参数。
热传导率的大小取决于材料的结构和成分，一般情况下，热传导率越大，加热速度越快。
在加热过程中，需要根据复合材料的热传导率来控制加热器的功率和加热时间，以保证温度控制的稳定性。
3. 热膨胀系数热膨胀系数是指材料在温度变化下体积的变化率。
在复合材料的加热过程中，材料的热膨胀系数也是需要考虑的热力学参数。
热膨胀系数的大小取决于材料的结构和成分，一般情况下，热膨胀系数越大，温度变化对材料的影响越大。
在加热过程中，需要根据复合材料的热膨胀系数来控制加热速度和加热温度，以避免因温度变化造成的热应力导致材料开裂或断裂。
三、复合材料在加热过程中的问题与解决方案在复合材料的加热过程中，需要特别注意以下几个问题：1. 温度控制复合材料的加热温度需要精确控制，过高或过低的温度都会对材料的性能产生不良影响。
温度对木塑复合材料弯曲性能影响的试验研究
斩 建巍粉
圃
温度对木塑复合材料弯曲性能 影响的试验研究
王乐 生 郑 玉春 ，
（ 青岛理工大学 １ 究生处； ． ． 研 ２ 土木工程学院，Ｕ东 青岛 Ｌ ２６ ３ ） ６ ０ ３
摘 要 ： 究了温度变化对木塑复合材料弯 曲性能的影 响。试验结果表 明，Ｅ木粉木塑复合材料的弯曲强度在 ６ 研 Ｐ／ ℃左右达 到最
随着加工工艺和成型设备的改善，木塑复合材料的产品 箱，Ｗ—０ ， Ｄ １０无锡精创科技有限公司。
质量逐步提高。 但户外使用的木塑产品长期暴露在空气中， Ｉ 基本配 方及工 艺流程 当 ． ３ 空气温度有较大变化时， 产品内部结构会发生改变， 使性能也 Ｉ３Ｉ 基 本 配 方 ． ．
收 稿 日期 ：０ ０ ０ — １ ２ １－ ３ ３
料 简 一 区 料 筒 二 区 料筒 三 区 料 筒 四 区 模 具 一 区 模 具二 区 ／ｎ ｉ （＇ ｒ ｍＯ
１ ５ ５ ｌ ０ ６ １ ０ ７ １ Ｏ ８ ｌ ５ ６ ｌ ０～１ ５ ４ ～１ ０ ５ ～ｌ ０ ６ ～ｌ Ｏ ７ ～１ Ｏ ７ ～１ ５ ６ ５ ２ ３
作 者 简 介 ： 乐生 ， ，９ ５年 生 ， 王 男 １７ 山东威 海 人 ， 士 ， 硕 讲师 。地址 ： 岛 青 市 抚 顺路 １ 号 青 岛理 工 大 学 ２４信 箱 ， － ａｌｗｓ ｔｃ． ｕ ｎ １ ３ Ｅ ｍ ｉ ｌ ｅｈｅ ． 。 ： ＠ｑ ｄＣ
・８ ６・
新型建筑材料
２ １． ００ ７
王 乐生 ， ： 等 温度 对木 塑 复合材 料 弯曲性 能影 响的试验 研 究
髓蕊疆船
＆ 巨 ＆ 幺 ｎ 口； ｃ ｄ ＆ Ｌ
ｌ 润滑剂 ｌ
退火温度对铜合金-镍复合材料组织与力学性能的影响
1 引言
铜及其合金的性能与其组织有着极为密切的内在 联系［1 ］。检验分析和控制不同状态下的金相组织，对
提 高产品的质量、生产工艺的改进、新型材料的研制、
t ute of Li ght Metals ，1999 ，49（7 ）：302- 309 . ［3 ］ Par k J K and Ardell A J . Eff ect of retrogressi on ，在图"@，?，>，<中均匀平整的左半部是纯镍层断面 线和固相线的水平距离较大，加上镍在铜中的扩散速
形貌，右半部为铜合金断面腐刻后的形貌。在半硬态 度很慢，因而铜镍二元合金的铸造组织均呈明显的树
轧制状态下，看不出两种材料之间的元素扩散，金相组 枝状结构，在半硬态状态下轧制与镍复合，这种树枝状
退火温度对铜合金- 镍复合材料组织与力学性能的影响
王振尧，马 腾，于国才，韩 薇
（中国科学院金属研究所 金属腐蚀与防护国家重点实验室，辽宁 沈阳 110016 ） 摘要：对3 种铜合金- 镍复合材料进行了不同温度的退火处理，通过力学拉伸试验和电子探针（EP MA）观察与分 析，研究了退火温度对3 种复合材料的金相组织、元素扩散以及力学性能的影响。结果表明，经300 C 以上温度 退火处理后，3 种复合材料的抗拉强度、屈服强度和硬度均随退火温度的升高而降低，而伸长率则随退火温度的 升高而增大，铜合金与镍之间的 Cu／Ni 元素均发生了扩散，但主要是铜元素向镍层的扩散。合适的退火温度有 利于提高复合材料的综合性能。
and t he mai n diff usi on is Cu ele ment t o Ni layer . The overall properties can be i mproved by anneali ng under proper
碳纤维复合材料在不同温度下的性能差异
第52卷第9期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 9 2023年9月 Liaoning Chemical Industry September，2023基金项目： 沈阳市科技局双百项目（项目编号：Y18-1-018）。
收稿日期： 2022-09-24碳纤维复合材料在不同温度下的性能差异张宋茂苗1，张罡2，赵平1，时卓3（1. 沈阳理工大学 环境与化学工程学院，辽宁 沈阳 110000；2. 沈阳理工大学 材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 110000；3. 辽宁省轻工科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 110000）摘 要：碳纤维复合材料越来越多地被应用在各个领域。
随着使用的范围越来越广，环境因素逐渐成为各行各业关注的对象。
因此，在设计中需要更多地考虑到环境对于材料耐久性使用的问题。
并且，随着人们对安全性能的要求越来越高，需要对碳纤维复合材料在不同温度下的工作状态、损伤特性有一个清晰的认知。
介绍了碳纤维树脂基材料在不同温度下比较典型的破坏模式以及失效机理，重点介绍了环氧树脂、碳纤维、碳纤维复合材料在不同温度下的破坏方式以及改进方式。
关 键 词：碳纤维复合材料；环氧树脂；碳纤维；温度中图分类号：TB332 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）09-1365-05碳纤维复合材料最早应用于航空航天领域，其发展一直受航空航天驱动[1]。
由于碳纤维复合材料具有优异的机械、物理和化学性能的独特组合，如高强度、高模量、耐热性和高强度重量比，碳纤维被广泛应用于汽车能源系统、燃料电池、低温传感器系统、海上深海钻井平台以及抗静电和电磁屏蔽记忆材料[3,6-7,48]。
但是当碳纤维复合材料在使用时遭遇恶劣的环境条件时，如温度的大幅度变化，仅靠材料自身的结构无法应对，因此，碳纤维复合材料会在环境暴露下表现出一定程度的性能退化，从而缩短预期寿命[2-3]。
传统上，将高聚物的老化分为两大类：物理老化和化学老化。
模具温度对木塑复合材料性能的影响
（ 生物质材料科学与技术教育部重点实验室（ 东北 林 业 大 学 ） ， 哈尔 滨 ， １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘
要
选 用 聚 乙烯 基 、 聚 丙烯 基 和 聚 丙烯／ 聚 乙烯 基 ３种 木 塑复 合 材 料 为研 究对 象 ， 通 过 静 态力 学试 验 和 ｘ
ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ １ ６ ５ ｏ Ｃ． Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｔ １ ５ ５ ℃ ．ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ。ｆ ｌ ｅ ｘ ｕ ｒ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｔｈ ｇ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｕ ｓ ｏ ｆ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ＷＦ ／ Ｐ Ｐ ａ ｔ １ ６ ５℃ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｂ ｙ １ ２ ． ３ ％ ，９ ． ６ ％ ａ ｎ ｄ １ ５． １ ％ ．ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ — ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ． Ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ １ ６ ５℃ ，ＷＦ ／ Ｐ Ｐ ／ ＨＤＰ Ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｉ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｍｏ ｏ ｔ ｈ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ． ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ．
射 线衍射分析方法 ， 研 究模具温度对其 力 学性 能及表 面 结晶度 的影响 。结果表 明 ， 在试 验温度 １ ５ ０～ ２ ０ ０ ｑ ｃ范围
高温下复合材料力学特性测试方法及结果解读
高温下复合材料力学特性测试方法及结果解读在工程领域中，复合材料是一种广泛应用的材料，其由两个或更多种不同的材料组合而成，以提供更高的性能和功能。
然而，考虑到复合材料在高温环境下的应用，了解其力学特性变化情况以及相应的测试方法和结果解读是至关重要的。
针对高温下复合材料力学特性的测试，最常用的方法之一是热膨胀法。
该方法通过测量复合材料的热膨胀系数来评估其在高温下的变形行为。
热膨胀系数是指在单位温度变化下，材料长度的变化量与初始长度的比值。
通常，高温下的热膨胀系数会随着温度的升高而增加，这是由于高温引起的原子振动加剧导致材料膨胀的结果。
另一个常用的测试方法是拉伸试验。
通过在高温下施加拉伸载荷，可以测定复合材料的高温下拉伸强度和延伸率。
拉伸试验是一种简单而有效的方法，可以帮助评估复合材料在高温下的强度和延展性能。
通常情况下，高温下的拉伸强度相对于室温下会有所下降，这是由于高温导致聚合物基质材料的分子链断裂和界面降解的原因。
除了热膨胀法和拉伸试验，还有其他一些测试方法也可用于评估高温下复合材料的力学特性。
例如，破坏力学分析、动态力学分析和剪切测试等可以提供有关材料的各种性能参数和力学特性的信息。
在解读高温下复合材料力学特性测试结果时，需要注意以下几个方面。
首先，需要分析材料在高温下的强度和延展性能变化情况。
随着温度的升高，复合材料的强度可能会下降，而延展性能则可能会提高或下降。
其次，需要关注材料在测试过程中的失效模式。
在高温下，复合材料的失效模式可能会发生变化，例如由蠕变引起的松弛破坏或由高温薄化引起的失效。
此外，还需要关注材料的疲劳性能和循环寿命。
高温环境下的循环加载可能会对复合材料的疲劳性能产生明显影响。
最后，为了更好地理解高温下复合材料的力学特性，相关的数值模拟和理论分析也是必不可少的。
利用有限元分析等数值模拟方法，可以预测复合材料在高温下的力学行为。
此外，理论分析方法还可以从材料微观结构、界面相互作用等方面解释高温下复合材料力学特性的变化机制。
温度对编织复合材料层合厚板冲击性能的影响研究
装 备 环 境 工 程第20卷 第9期 ·178·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING 2023年9月收稿日期：2023-08-14；修订日期：2023-09-06 Received ：2023-08-14；Revised ：2023-09-06引文格式：葛辛辛, 赵南, 屈毫拓, 等. 温度对编织复合材料层合厚板冲击性能的影响研究[J]. 装备环境工程, 2023, 20(9): 178-184.GE Xin-xin, ZHAO Nan, QU Hao-tuo, et al. Effect of Temperature on Impact Resistance of Woven Composite Thick Laminates[J]. Equipment 温度对编织复合材料层合厚板冲击性能的影响研究葛辛辛1，赵南1，杨骏1，屈毫拓1，欧阳旭宇1，张攀2*（1. 中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082； 2. 华中科技大学 船舶与海洋工程学院，武汉 430074）摘要：目的 研究室温和低温下编织复合材料层合厚板的冲击性能。
方法 通过开展低速冲击试验和冲击后的压缩试验，对冲击响应曲线、冲击损伤容貌、压缩失效模式和剩余压缩强度进行分析，探讨冲击时的环境温度对编织复合材料层合厚板冲击性能的影响。
结果 冲击后的编织复合材料层合厚板存在凹坑、分层、基体裂纹和纤维断裂等多种失效模式，压缩失效模式主要表现为横贯冲击损伤区域截断式破坏失效。
结论 低温环境增强基体强度，降低了复合材料的冲击损伤程度，从而提高编织复合材料结构的剩余压缩强度。
关键词：编织复合材料；低速冲击；损伤；失效模式；压缩强度中图分类号：U668.1 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)09-0178-07 DOI ：10.7643/ issn.1672-9242.2023.09.020Effect of Temperature on Impact Resistance of Woven Composite Thick LaminatesGE Xin-xin 1, ZHAO Nan 1, YANG Jun 1,QU Hao-tuo 1, OUYANG Xu-yu 1, ZHANG Pan 2*(1. China Ship Scientific Research Center, Jiangsu Wuxi 214082, China; 2. School of Naval Architecture and Ocean Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)ABSTRACT: The work aims to study the impact resistance of woven composite thick laminates at room and low temperature. By carrying out the low-velocity impact test and post-impact compression test, the impact response curves, impact damage appearance, compression failure mode and residual compressive strength were analyzed and the effect of ambient temperature on the impact resistance of woven composite thick laminates was explored. The woven composite thick laminates after impact had many impact failure modes, such as pitting, delamination, matrix crack and fiber fracture, and the compression failure mode was truncation failure crossing through the impact damage area. The low temperature environment enhances the strength of the matrix, reduces the impact damage degree of composite material, and thus increases the residual compressive strength of the woven composite structure. The results of this study can provide references for the application in ice zone of the woven carbon fiber reinforced thick composite laminates.KEY WORDS: woven composite; low-velocity impact; damage; failure mode; compression strength复合材料因其具有高比刚度和高比强度的优异力学性能、抗疲劳性、耐腐蚀和易成形等特性，在船舶与海洋工程领域得到广泛应用[1]。
极低温环境下复合材料的力学性能研究
极低温环境下复合材料的力学性能研究随着科学技术的进步和工业的发展，人们对材料的需求日益增加。
在现代工程领域中，复合材料因其优异的性能而得到广泛应用。
然而，复合材料在极低温环境下的力学性能却一直是一个具有挑战性的问题。
因此，本文将对极低温环境下复合材料的力学性能进行研究，以期能够完善复合材料的应用性能、推动科技进步。
首先，我们需要了解何为极低温环境。
极低温环境一般指的是低于零下100摄氏度的极端低温，例如在航天航空领域中，宇航员执行航天任务时会面临极低温的挑战。
在这种恶劣环境下，复合材料所面临的问题与常温下不同，因此有必要研究其力学性能。
首先，极低温环境对复合材料的力学性能造成的影响主要体现在材料的强度和韧性方面。
一般来说，低温会使复合材料的强度降低，而韧性则会增加。
这是由于低温下材料的分子活动减弱，导致分子间的相互作用增强。
因此，当外力作用在材料上时，随着温度的降低，材料的刚度和耐久性会变得更高，但材料的断裂韧性会下降。
因此，在使用复合材料的领域中，需要在强度和韧性之间进行权衡。
其次，极低温环境还会对复合材料的热膨胀系数产生影响。
一般来说，低温下材料的热膨胀系数会变小，即材料的线膨胀系数减小。
这是由于低温下物质的分子振动减小，因此分子间的相互作用力增强。
而复合材料的热膨胀系数依赖于其组成材料的热膨胀系数以及相互作用力的强度。
因此，在极低温环境下，复合材料的热膨胀性能需要进一步研究和改进，以满足实际应用的需求。
此外，极低温环境还会对复合材料的失效机制产生影响。
在常温下，复合材料的失效机制主要有拉伸断裂、剪切断裂、疲劳断裂等。
但在极低温环境下，复合材料可能会出现新的失效模式。
例如，在低温下，复合材料的脆性增加，可能会出现冷脆断裂的现象。
因此，针对不同的应用场景，需要对复合材料在极低温环境下的失效机制进行深入研究，并采取相应的措施来提高材料的耐用性。
最后，为了提高极低温环境下复合材料的力学性能，可以采取一些措施。
高温处理温度对中密度C／C复合材料性能的影响
温拉 伸强度达到 ９ ． ＭＰ ，２ ０ ４ ７ ａ ２ ０ ℃处理后 只有 ６ ． ＭＰ ， ５ ６ ａ 但仍高于室温拉伸 强度 （ｏ ａ ５ＭＰ 左右） 。不 同温度处理后材
Ａ ｓ ａｔ ｂｔ ｃ ｒ
Ｔｈ ｆ ｅ ｃ ｆ ｈ ｅｔ ｒａｍｅｔｔｍｐｒｔｒ ｎｔｅｍｅ ｉ ｄｎ ｉ ／ ｏ ｏｉ ｒｐｒｙｉ ｅｉ ｌ ｎｅｏ ｅｈａ ｔｅｔ ｎ ｅ ｅａｕｅｏ ｈ ｄｕ ｅ ｓ ｙｃ ｃ ｃｍｐ ｓ ｅｐｏ ｅｔ ｎｕ ｔ ｍ ｔ ｔ ｓ
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ｐ ｅ ｓｏ ｔｅ ｇ ｈｏ ｈ ａ ｌ ｔ ８ ０ＣＨＴＴ ｉｈ ｒｔ ａ ｈ ａ ｌ ｔ ｏ ｔＨｒ Ｔｈ ｏ ｍ ｅ ｅａｕ ｅａ ｉｌ ｒｓ ｉｎ ｓｒｎ ｔ ｆ ｅｓｍｐｅｗｉｈ１ ０ ￣ ｔ ｉ ｈｇ ｅ ｈ ｎｔ ｅｓ ｍｐｅｗｉ ｕ ｓ ｈ ｅｒｏ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｘａ
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温度对聚吡咯涂层棉复合材料介电性能和电阻的影响
成都纺织高等专科学校学报Journal of Chengdu Textile College第 24 卷第 4 期（总第 126 期）2017 年 10 月V". 24，N〇.4(Sum 126)温度对聚吡咯涂层棉复合材料介电性能和电阻的影响赵家琪，刘元军，赵晓明(天津工业大学纺织学部，天津300387)摘要:探讨了温度对聚吡咯涂层棉复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切、表面电阻的 影响。
结果表明：温度对聚吡咯涂层棉复合材料介电性能和电阻的影响较大，70P实验组的聚吡 咯涂层棉复合材料的介电常数实部、虚部、损耗角正切较小，导电性较差；与棉织物相比较，聚p比咯涂层棉复合材料吸湿速率下降。
关键词：棉晚咯温度聚晚咯介电性能电阻中图分类号:TS101.4 文献标志码：A文章编号：1008-5580 (2017) 04-0005-03电磁波一方面危害人类身体健康，另一方面干扰电子设备运行[1-]。
当日常生活中使用家用电器产生的电磁场以不停转换的形式向外传播的电磁波遇到各类导体时，会产生微小的感应电势[8-0]，感应电势就有可能被放大并以杂波的方式 出现，进而对设备中的正常信号形成干扰[11-5]。
因此，治理电磁波污染，制备吸波和屏蔽材料已成为当今科学研究领域的一个重大问题[16-@]。
导电 高聚物是一种重要的吸波剂，其中聚吡咯由于其密 度小、合成方便、电导率可控、形貌多样等优点作为 吸波剂应用甚广[20_21]。
聚吡咯属于结构型导电高分子材料，它是经过掺杂之后具有导电功能的。
本 实验采用原位聚合法，以三氯化铁为氧化剂，以对 甲苯磺酸为掺杂剂，制备具有良好介电性能的柔性 聚吡咯涂层棉复合材料，重点探讨温度对聚吡咯涂 层棉复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切、表 的。
1实验1.1主要材料和试剂纯棉机织物、吡咯、三氯化铁、对甲苯磺酸、无 水乙醇等。
1.2制备工艺过程第一步:将纯棉机织物置人吡咯单体溶液中处 理 30m i n。
复合材料固化温度
复合材料固化温度
复合材料的固化温度取决于其成分和制造工艺。
一般来说，复合材料的固化温度在室温至300℃之间，具体的固化温度取决于所使用的树脂、填料、增强材料以及固化剂的种类和配方。
复合材料的固化温度对其性能和加工工艺具有重要影响。
如果固化温度过高，可能会导致材料变形或分解，而如果固化温度过低，则可能导致固化不完全或者材料性能不佳。
因此，在选择合适的固化温度时，需要综合考虑材料性能、加工工艺以及生产环境等因素。
对于不同类型的复合材料，其固化温度的范围也有所不同。
例如，热固性复合材料的固化温度通常在150℃至250℃之间，而热塑性复合材料的固化温度则较低，一般在100℃以下。
此外，对于一些特殊的复合材料，如碳纤维复合材料，其固化温度通常较高，一般在150℃至300℃之间。
这些高固化温度的复合材料通常需要使用特殊的加工设备和技术，如热压罐或热压机等。
总之，选择合适的固化温度是复合材料制备的关键之一，需要综合考虑材料性能、加工工艺以及生产环境等因素。
复合材料热固化制度
复合材料热固化制度是指在一定温度和压力条件下，通过加热使复合材料中的树脂基体发生化学反应，从而实现固化的过程。
热固化制度对复合材料的性能和质量具有重要影响。
以下是一些关于复合材料热固化制度的详细介绍：1. 热固化温度的选择：热固化温度是影响复合材料性能的关键因素。
通常情况下，热固化温度应在树脂的玻璃化转变温度（Tg）以上，以保证树脂基体充分交联。
然而，过高的热固化温度可能导致材料降解或变形。
因此，需要在保证充分固化的前提下，选择适当的热固化温度。
2. 热固化压力的控制：热固化过程中，压力对于树脂的流动和渗透具有重要意义。
适当的压力可以使树脂更好地填充纤维间隙，提高复合材料的致密程度。
然而，过高的压力可能导致材料变形或破坏。
因此，在热固化过程中，需要控制压力在合适的范围内。
3. 热固化时间的设置：热固化时间是指在一定温度和压力下，保持足够长的时间以确保树脂基体充分固化。
热固化时间过短，可能导致树脂基体未充分固化，从而影响复合材料的性能。
然而，过长的热固化时间可能会导致材料过度固化，降低其韧性。
因此，需要根据实际情况和需求，合理设置热固化时间。
4. 热固化过程中的温度梯度和收缩控制：在热固化过程中，温度梯度和材料收缩会对复合材料构件的尺寸稳定性产生影响。
为了降低温度梯度和收缩带来的影响，可以采用以下措施：a. 选择线性膨胀系数较低的材料，以降低温度梯度带来的尺寸变化。
b. 设计合理的模具和冷却系统，以减小温度梯度的影响。
c. 采用补偿措施，如预膨胀或预留收缩余量，以应对材料收缩带来的尺寸变化。
5. 热固化后的处理：热固化完成后，需要对复合材料进行适当的后处理，以提高其性能和稳定性。
常见的热固化后处理方法包括：a. 去除残留的溶剂和固化剂，以降低复合材料的收缩和变形。
b. 进行热处理或化学交联，以进一步提高复合材料的力学性能和耐热性。
c. 表面处理，如涂装或化学处理，以提高复合材料的耐腐蚀性和附着力。
高温环境下复合材料的稳定性研究
高温环境下复合材料的稳定性研究在当今科技飞速发展的时代，复合材料凭借其优异的性能在众多领域得到了广泛应用，从航空航天到汽车制造，从电子设备到能源领域，复合材料的身影无处不在。
然而，在一些特殊的应用场景中，如高温环境下，复合材料的稳定性成为了一个至关重要的问题。
高温环境对材料的性能提出了严峻的挑战。
在高温条件下，材料的物理和化学性质可能会发生显著变化，从而影响其结构完整性和性能表现。
对于复合材料而言，其由两种或多种不同性质的材料组合而成，这些组分在高温下的相互作用和变化更为复杂，使得对其稳定性的研究充满了挑战。
首先，我们来了解一下复合材料的基本构成。
常见的复合材料通常由增强相和基体相组成。
增强相可以是纤维、颗粒等，其主要作用是提高材料的强度和刚度；基体相则起到粘结和传递载荷的作用。
在高温环境下，增强相和基体相的性能变化可能不同步，这就容易导致复合材料内部产生应力，进而影响其稳定性。
以纤维增强复合材料为例，纤维在高温下可能会发生强度降低、蠕变等现象。
而基体材料在高温下可能会出现软化、氧化等问题。
当纤维和基体之间的结合力受到影响时，复合材料的整体性能就会下降。
此外，高温还可能导致复合材料内部产生热膨胀差异，进一步加剧内部应力的积累。
那么，如何评估复合材料在高温环境下的稳定性呢？这需要综合考虑多个方面的因素。
首先是热稳定性，即材料在高温下不发生分解、相变等有害变化的能力。
可以通过热重分析、差示扫描量热法等手段来研究材料的热稳定性。
其次是力学性能的稳定性，包括强度、刚度、韧性等在高温下的保持能力。
通过高温拉伸、压缩等力学实验可以获取相关数据。
在实际应用中，为了提高复合材料在高温环境下的稳定性，研究人员采取了多种措施。
一方面，从材料的设计和制备入手，选择耐高温的增强相和基体相，并优化它们之间的界面结合。
例如，使用耐高温的陶瓷纤维作为增强相，选择具有良好高温性能的金属或陶瓷作为基体相。
另一方面，通过表面处理、添加助剂等方法改善复合材料的性能。
高温对碳_碳复合材料性能影响的研究
高温对碳 碳复合材料性能影响的研究α韩红梅,李贺军,李克智,张秀莲(西北工业大学碳 碳复合材料工程技术研究中心,陕西西安 710072)摘 要:作为理想的热结构材料,碳 碳复合材料(C C)在高温环境下的力学行为至关重要。
针对高温处理、高温应用两个环节,研究了2100℃石墨化处理、1700℃实验测试条件对三维整体编织3D C C复合材料弯曲行为的影响。
比较分析后发现,高温石墨化处理改变了裂纹扩展路径,提高了材料的强度、模量;与室温环境相比,高温下C C复合材料表现出更加优异的弯曲性能,弯曲强度提高45%,模量提高15%。
关 键 词:C C复合材料,高温力学性能,损伤,界面中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:100022758(2003)0320352204 碳 碳(C C)复合材料以其比重轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好、摩擦性好等一系列优异性能,成为新材料领域中重点研究和开发的一种新型高温材料,广泛应用于各个工业领域并表现出良好的应用前景1～4]。
CV I工艺赋予C C复合材料优异的综合性能,但CV I2C C的力学性能却没有得到广泛的研究[5]。
C C主要应用于恶劣的高温环境,但其军用背景限制了有关高温性能研究成果的交流。
三维编织复合材料不需要缝合和机械加工,具有比强度高、比刚度大、耐疲劳、抗冲击等特点,能够满足航天工业中抗瞬时高温热蚀的要求,已成为航天、航空等高科技领域的重要新型材料,航空用部件的多数都需要采用三维编织结构[6]。
为进一步实现C C复合材料在热结构件上的应用,本文借助三点弯曲实验,研究了高温对三维编织(3D)CV I2C C复合材料弯曲性能及损伤破坏的影响,以便对其力学性能有一个清晰的理解。
1 实 验1.1 弯曲性能测试试样:纤维增强体采用日本东丽M40碳纤维三维整体编织而成,经等温化学气相沉积(I CV I)工艺制成弯曲试样。
热压成型参数对复合材料性能的影响分析
热压成型参数对复合材料性能的影响分析引言：复合材料作为一种重要的结构材料，在航空、汽车、船舶等领域有着广泛的应用。
而热压成型是一种常见的复合材料加工方法，通过在高温和高压下对预浸料进行加工，使其成型并获得所需的性能。
本文将从温度、压力和时间三个方面，分析热压成型参数对复合材料性能的影响。
一、温度的影响：热压成型过程中的温度是一个重要的参数，它直接影响到复合材料的固化过程和成型质量。
首先，温度的升高可以加快树脂的固化速度，使得复合材料的成型时间缩短。
此外，适当的温度还能提高树脂的流动性，使得纤维充分浸润，从而提高复合材料的强度和韧性。
然而，温度过高可能导致树脂的分解，产生气泡和缺陷，降低复合材料的性能。
因此，在选择温度时需要考虑树脂的热稳定性和流动性。
二、压力的影响：热压成型过程中的压力是控制复合材料成型的重要参数。
合理的压力可以使纤维和树脂之间的界面更加紧密，减少气泡和缺陷的产生，提高复合材料的强度和韧性。
同时，适当的压力还可以促进树脂的流动，使得纤维更好地浸润，提高复合材料的密实性。
然而，过高的压力可能导致纤维的断裂和树脂的挤出，从而降低复合材料的性能。
因此，在选择压力时需要考虑纤维的强度和树脂的流动性。
三、时间的影响：热压成型过程中的时间是控制复合材料成型的另一个重要参数。
适当的时间可以保证树脂的充分固化，使得复合材料的性能得到最大程度的发挥。
同时，时间的延长还可以使纤维和树脂之间的界面更加紧密，提高复合材料的强度和韧性。
然而，时间过长可能导致树脂的过度固化，使得复合材料变脆，降低其韧性。
因此，在选择时间时需要考虑树脂的固化速度和复合材料的性能要求。
结论：热压成型参数对复合材料性能有着重要的影响。
温度的升高可以加快固化速度和提高流动性，但过高的温度可能导致分解和缺陷的产生。
适当的压力可以减少气泡和缺陷的产生，提高复合材料的强度和韧性，但过高的压力可能导致纤维断裂和树脂挤出。
适当的时间可以保证树脂的充分固化和界面的紧密结合，提高复合材料的性能，但过长的时间可能导致过度固化和降低韧性。
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温度对复合材料性能的影响
简介：
复合材料是由两种或更多种材料组合在一起形成的新材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，因此在各个领域得到广泛应用。
然而，随着各种工艺和应用环境的进一步发展，对于复合材料在不同温度下的性能表现也成为研究的重要课题。
本文将探讨温度对复合材料性能的影响，包括力学性能、导热性能和尺寸稳定性等方面。
一、力学性能
在不同温度条件下，复合材料的力学性能会发生显著的变化。
通常来说，随着
温度的升高，复合材料的强度和刚度会降低，而韧性则可能提高。
这是因为温度升高会使复合材料中的树脂基体软化，从而影响其结构的稳定性。
同时，温度升高还会使复合材料中的纤维材料膨胀，导致界面剪切失效，进一步降低其力学性能。
因此，在高温环境下使用复合材料时需要注意其力学性能的变化，避免出现失效情况。
二、导热性能
温度对复合材料的导热性能也有明显的影响。
一般来说，复合材料的导热性能
较低，热传导较差。
随着温度的升高，复合材料中的纤维材料可能会发生膨胀，导致有效导热路径的减少，从而降低导热性能。
此外，在高温环境下，复合材料中的树脂基体可能会分解，导致导热性能的进一步下降。
因此，在高温环境中需要特别注意复合材料的导热性能，避免热失效。
三、尺寸稳定性
温度的变化会使复合材料发生尺寸变化，进而影响其性能稳定性。
一般来说，
随着温度的升高，材料会膨胀；而温度的下降则会导致材料收缩。
这种尺寸变化可能会引起复合材料中的内部应力集中，从而影响到其力学性能和寿命。
因此，在设
计和应用复合材料时，需要考虑其在不同温度条件下的尺寸稳定性，采取相应的措施，如选用低膨胀系数的材料或使用适当的结构设计。
四、应用实例
温度对复合材料性能的影响在实际应用中具有重要意义。
例如，航空航天领域常常会遇到高温环境的挑战，因此需要研究复合材料在高温条件下的性能表现。
一种典型的应用就是热屏蔽材料，在航空航天器外表面使用，以保护设备免受高温环境的影响。
此外，复合材料在汽车制造、电子设备等领域也得到了广泛应用。
在这些应用中，对复合材料在不同温度下的性能进行深入研究，有助于提高产品的可靠性和稳定性。
结论：
综上所述，温度对复合材料性能具有重要影响。
复合材料的力学性能受到温度影响，需要在高温环境下特别注意其失效情况。
导热性能较差的复合材料在高温环境中需要特别关注其导热性能，防止热失效。
尺寸稳定性也是应注意的问题，需要采取相应的措施来保证复合材料在不同温度条件下的稳定性。
因此，深入研究温度对复合材料的影响，对于提高复合材料的性能和应用范围具有重要意义。
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