鎢酸鋯對CFRP熱膨脹性能的影響.pdf

1、碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料作為一種先進的結構材料，在航空航天等高新技術領域中得到了廣泛的開發(fā)與應用。但由于CFRP復合材料中的基體固化后存在線膨脹系數(shù)大、質(zhì)脆等缺點，使得基體與增強體的熱膨脹系數(shù)相差較大，從而使復合材料的尺寸穩(wěn)定性差，但是在航空航天領域有很多構件是在較寬的溫度范圍內(nèi)工作，要求構件具有一定的熱穩(wěn)定性。
　　材料微膨脹性能對提高航空航天結構和電子設備等的熱幾何穩(wěn)定性有重要意義。自從發(fā)現(xiàn)具有負膨脹效應的材料以后，通過在基

2、體中加入具有負膨脹效應的填料來降低基體的熱膨脹系數(shù)以實現(xiàn)微膨脹性能越來越受到重視。鎢酸鋯(ZrW2O8)是一種在0.3～1050K溫度范圍內(nèi)都具有很強的各向同性負熱膨脹效應的材料，其負熱膨脹系數(shù)為-8.7×10-6K-1。將ZrW2O8作為添加相與正膨脹材料復合成微膨脹材料已成為一個研究熱點。
　　本文利用高純度ZrW2O8顆粒作為填料改性TDE-85環(huán)氧樹脂，測試了不同含量下ZrW2O8/TDE-85的線膨脹系數(shù)和主要力學性能。

3、試驗結果表明：隨著ZrW2O8含量的增加，澆注體的線收縮率和熱膨脹系數(shù)不斷下降，當降至一定值后趨于穩(wěn)定。當ω(ZrW2O8):ω(TDE-85)=12:100時，澆注體材料的線收縮率和熱膨脹系數(shù)趨于平緩，其值分別降低為0.15％和13.54×10-6℃-1。與未添加鎢酸鋯的TDE-85環(huán)氧樹脂澆注體相比，澆注體試件的線收縮率和熱膨脹系數(shù)分別降低了89.51%和63.13%。隨著ZrW2O8含量的逐漸增加，澆注體材料的彎曲強度和拉伸強度則

4、在增加到一定數(shù)值后開始下降。當ω(ZrW2O8):ω(TDE-85)=12:100時，澆注體材料的彎曲強度和拉伸強度達到最大值，其值分別增加至81.46MPa和132.76MPa。與未添加鎢酸鋯的TDE-85環(huán)氧樹脂澆注體相比，澆注體試件的拉伸強度和彎曲強度分別提高了31.28%和22.54%。
　　將配比為ω(ZrW2O8):ω(TDE-85)=12:100時的樹脂液作為基體制備CFRP單向板復合材料，測試其熱膨脹系數(shù)、彎曲強度