碳纤维增强的树脂基复合材料

第!"卷第#期武汉理工大学学报

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碳纤维／树脂基复合材料导电性能研究

于杰，王继辉，王钧

（武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉-）.$$"$

摘要：研究了短切碳纤维／乙烯基酯树脂导电性与短切碳纤维含量、长径比、纤维取向的关系及其/01效应。短切碳纤维长径比越大、取向角越小，材料的渗虑阈值越低，导电性越好。渗虑阈值之后，纤维含量越低，转/01效应越明显，变温度越低；实验还发现体积膨胀是导致/通过分析/得出01效应的主要因素之一，01效应与体积膨胀之间的关系，渗滤区域材料的导电性受导电通路与隧道效应的综合影响，当纤维含量较高时，导电性能基本只受导电通路的控制。关键词：短切碳纤维／乙烯基酯树脂；导电性；长径比；/01

中图分类号：0文献标志码：32..!文章编号：（）45"46--.4!$$#$#6$$!-

第31卷第9期 ·118·

2010年9月 电力建设

ElectricPowerConstruction

文献标志码：A文章编号：1000-7229（2010）09-0118-04 Vol.31，No.9Sep，2010

中图分类号：TU599，TM75

E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料 力学性能试验研究

张

磊1，孙

清1，王虎长2，赵雪灵2，胡建民2，管顺清2

（1.西安交通大学，西安市，710049；2.西北电力设计院，西安市，710075） ExperimentalStudyontheMechanicalPropertiesofE-glassFiber/EpoxyCompositeMaterial ZHANGLei1，SUNQing1，WANGHu-chang2，ZHAOXue-ling2，HUJian-min2，GUANShun-qing2

（1.Xi'anJiaotongUniversity,Xi'an710049，China；

2.NorthwestElectricPowerDesignInstitute，Xi'an710075，China）

ABSTRACT:48specimenswithsixgroupsofE-glassfi

先进复合材料

英国人赫尔提出复合材料分三类：天然复合材料，如木材、骨骼、肌肉等；细观复合材料，如合金、增强塑料等；宏观复合材料，如钢筋混凝土等。适合于工程结构的复合材料定义应包含以下三点内容：

（1）含两种或两种以上物理性质不同并可用机械方法分离的多相材料； （2）可人为控制将一种材料分布到其它材料中，以达最佳性能； （3）性能优于单独组分材料，并具独特性能。

把复合材料这种扬长避短的作用称为复合效应。人们利用复合效应可自由选择复合材料组成物质，人为设计各种新型复合材料，把材料科学推进到了一个新阶段。因此，国外把复合材料称为第四代材料，又称“设计材料”。

先进复合材料（Advanced Composites Material，简称ACM）专指可用于加工主承力结构和次承力结构、其刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材料。ACM具有质量轻，较高的比强度、比模量、较好的延展性、抗腐蚀、隔热、隔音、减震、耐高（低）温等特点，已被大量运用到航空航天、医学、机械、建筑等行业。在本文中将介绍两种先进复合材料用的树脂基体不饱和聚脂和酚醛树脂。

一.芳纶

芳纶是一种高强度，高模量，耐高温，低密度，耐磨性好和的有机合成的高科技纤维，并且其化学稳定性

本文概述了碳纤维复合材料的发展和性能,简要介绍了碳纤维复合材料在土木工程、航空航天、石油工业等方面的应用情况。

一

2一 0

开发 j旨南 精细工原及中体化料间

21年期 0第6 2

碳纤维复合材料的应用陈士杰

(常州刘国钧高等职业技术学校

江苏常州 2 3 0 ) 1 0 4

摘要：本文概述了碳纤维复合材料的发展和性能，简要介绍了碳纤维复合材料在土木工程、空航天、航 石油工业等方面的应用情况。 关键词：碳纤维复合材料应用’

Ap f a in o r o i e mp st a e il p c t fCa b n F b r Co o ieM tras i o

C N h i HE S ie j ( hn Z o q ct n l eh ooyCo ee C a gh u2 3 0, hn ) C a g h uL Voa o a T c n lg lg, hn zo 10 4 c ia i lAbsrc:The r p ris o a b n i e o o i s n he e eop nt a d a p iai f c r n fb r ta t p o e te f c r o f r c mp st a d t d v l

连续纤维增强陶瓷基复合材料的制备工艺

摘要：作为结构材料，陶瓷具有耐高温能力强、抗氧化能力强、硬度大、耐化学腐蚀等优点，缺点是呈现脆性，不能承受剧烈的机械冲击和热冲击，因而严重影响了它的实际应用．为此人们通过采用连续纤维增韧方法改进其特性，进而研发出连续纤维增强陶瓷基复合材料。该种材料采用碳或陶瓷等纤维进行增强，使陶瓷基体在断裂过程中发生裂纹偏转，纤维断裂和纤维拔出等的同时，吸收能量，既增强了强度和韧性，又保持了良好的高温性能。本文主要是综述了陶瓷基连续纤维增强复合材料的制备方法，并分析了各种工艺的优缺点。在总结了现阶段连续纤维增强复合材料研究中存在的问题的基础上，提出了今后连续纤维增强复合材料的主要研究方向。

关键字：陶瓷基；复合材料；连续纤维；制备技术

1 引言

1.1 前言

科学技术的发展对材料提出了越来越高的要求,陶瓷基复合材料由于在破坏过程中表现出非脆性断裂特性,具有高可靠性,在新能源、国防军工、航空航天、交通运输等领域具有广阔的应用前景。

陶瓷基复合材料是在陶瓷基体中引入第二相材料，使之增强、增韧的多相材料，又称为多相复合陶瓷或复相陶瓷。陶瓷基复合材料是20世纪80年代

碳纤维增强ＳｉＣ陶瓷复合材料的研究进展 邹世钦，张长瑞，周新贵，曹英斌

（国防科技大学 410073航天与材料工程学院国防科技重点实验室，湖南长沙）

摘 要： 碳纤维增强 SiC 陶瓷基复合材料具有良好的高温力学性能，是航空航天和能源等领域新的高温结构材料研究的热点之一。本文回顾了增强体碳纤维的发展，对材料的成型制备工艺，材料的抗氧化涂层研究进展和现有的一些应用做了综述，并展望了碳纤维增强 SIC 陶瓷基复合材料以后的研究重点及发展前景。关键词： 陶瓷基复合材料；碳纤维；碳化硅；陶瓷中图分类号： TQ342+.742; TQ174.75+8.2

文献标识码： A

文章编号： 1007-9815（2003）02-0015-06 前 言

在航空航天工业和能源工业等领域，随着新型发动机的研制和新概念航天运载器的发展，对高温结构材料提出了更高的要求。如航空发动机

的热效率主要取决于涡轮前的进口温度，当发动机的推重比为 10 1 650时，涡轮前进口温度达℃，在这样高的温度下，传统的高温合金材料已经无法满足要求，材料研究者把目光转向了陶瓷材料，高温结构陶瓷成为了研究的热点。

SiC 陶瓷具有良好的高温强度、高温稳定性和高温抗氧化能力，但由于其分子结构

玻璃纤维增强复合材料

概述GRC是英文Glass fiber Reinforced Cement 的缩写，指的是玻璃纤维增强水泥混合材料 GRC材料组成

GRC的基本组成材料为水泥、砂子、纤维和水，另外还添加有聚合物、外加剂等用于改善后期性能的材料。

水泥：通常用于GRC中的水泥主要有快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥。

纤维：GRC材料中使用的纤维必须是耐碱玻璃纤维，种类包括耐碱玻璃纤维无捻粗纱、耐碱玻璃纤维短切纱、耐碱玻璃纤维网格布。欧美国家要求GRC中使用的玻璃纤维氧化锆含量不低于16.5%，中国要求在使用普通硅酸盐水泥时氧化锆含量不低于16.5%。

聚合物：通常添加的聚合物为丙乳，即丙烯酸酯共聚乳液。

外加剂：通常可选择性地加入高效减水剂、塑化剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、防锈剂等外加剂:当制品中含有钢质增强材料或钢质预埋件时，不得使用氯化钙基的外加剂。 其他材料：可以选择性的添加一些火山灰质活性材料，有利于提升GRC制品的综合性能，例如强度、抗渗、耐久等。 GRC产品种类

目前市场上比较常见的GRC产品有有GRC装饰制品、GRC外墙板、园林景观制品、轻质隔

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碳纤维复合材料在航模飞机上的应用

作者：冯博

来源：《亚太教育》2016年第02期

摘要：介绍了碳纤维复合材料在性能上的优点，通过介绍碳纤维复合材料在飞行器上的

应用来说明其在航模飞机上使用的可行性，分析了碳纤维复合材料目前在我国的研究现状和发展趋势。

关键词：碳纤维复合材料；航空；航模；应用

一、引言

上世纪中叶一种新型的结构材料被人们开发出来——碳纤维复合材料，近年来，世界各国的越发重视碳纤维复合材料的相关研发和推广，许多国家更是将其作为重点发展对象。

二、碳纤维的崛起

继玻璃纤维之后出现，又一代纤维增强塑料问世，这便是碳元素组成一种特种纤维，碳纤维。由于宇航工业飞快发展，而宇航工业极度需求轻质高强和耐烧的材料，所以碳纤维迅速发展。碳纤维的含碳量极高，碳纤维的最高比模量和最高比强度是其他高性能纤维无法比拟的力学性质。在保持强度不变的情况下，只有碳纤维能够耐2000℃以上高温惰性环境。

碳纤维容易加工、相容性高、易复合、自由度大，还拥有多种其他材料不具备的性质。因此适用更多的方面，发展比其他材料更加迅速。

三、碳纤维复合材料在航空领域大量应用以及航模对其的需求

飞机制造业看重了碳纤复合维材料的优越性能，于是大量使用碳纤复合维材料。小型商务飞机、直升飞机

分别制备了PTFE／碳纤维、MoS2／碳纤维混杂增强的尼龙66复合材料,用MM-2000型摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能,用SEM和XPS分析了磨损表面。结果表明：PTFE／碳纤维混杂增强可以明显改善尼龙复合材料摩擦学性能;MoS2／碳纤维混杂增强没有改善复合材料的摩擦学性能;MoS2在摩擦过程中氧化生成的MoO3充当了摩擦副之间的磨粒,其磨损机理推测为粘着和磨粒磨损的综合作用。

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1

树脂基复合材料的性能特点

树脂基复合材料作为一种复合材料，是由两个或两个以上的独立物理相，包含基体材料（树脂）和增强材料所组成的一种固体产物。树脂基复合材料具有如下的特点：

（1）各向异性（短切纤维复合材料等显各向同性）；

（2）不均质（或结构组织质地的不连续性）；

（3）呈粘弹性行为；

（4）纤维（或树脂）体积含量不同，材料的物理性能差异；

（5）影响质量因素多，材料性能多呈分散性。

树脂基复合材料的整体性能并不是其组分材料性能的简单叠加或者平均，这其中涉及到一个复合效应问题。复合效应实质上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互补充的结果。它表现为树脂基复合材料的性能在其组分材料基础上的线性和非线性的综合。复合效应有正有负，性能的提高总是人们所期望的，但有进材料在复合之后某些方面的性能出现抵消甚至降低的现象是不可避免的。

复合效应的表现形式多样，大致上可分为两种类型：混合效应和协同效应。

混合效应也称作平均效应，是组分材料性能取长补短共同作用的结果，它是组分材料性能比较稳定的总体反映，对局部的扰动反应并敏感。协同效应与混合效应相比，则是普遍存在的且形式多样，反映的是组分材料的各种原位特性。所谓原位特性意味着各相组分材料在复合材料中表现出来的性能