熱壓預(yù)成型參數(shù)對(duì)真空輔助成型復(fù)合材料性能的影響.pdf

1、目前在航空復(fù)合材料領(lǐng)域普遍采用熱壓罐工藝，但是隨著復(fù)合材料制件應(yīng)用范圍越來越廣，用量越來越大，熱壓罐工藝存在的問題不斷暴露出來：一是熱壓罐設(shè)備以及預(yù)浸料運(yùn)輸和儲(chǔ)存的成本較高；二是較難實(shí)現(xiàn)大型制件的一體化成型，周期較長(zhǎng)、效率較低。為克服這些缺點(diǎn)，滿足成本和時(shí)間效率要求，干纖維鋪放樹脂浸漬工藝應(yīng)運(yùn)而生。本文模擬干纖維鋪放的原理，將連續(xù)熱塑性纖維(定型纖維）鋪放在碳纖維鋪層中間，經(jīng)熱壓制備預(yù)成型體，并結(jié)合VARI工藝制備復(fù)合材料制件。

2、　　本文具體研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)論如下：
　?。?）制備了不同熱壓工藝條件及不同定型纖維用量的預(yù)成型體，并對(duì)預(yù)成型體的滲透特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，預(yù)成型壓力越小，預(yù)成型的溫度越低，定型纖維含量越接近3.6％左右，預(yù)成型體滲透率越大，更利于樹脂的浸漬。
　　（2）研究了不同熱壓工藝條件及不同定型纖維用量的預(yù)成型體的壓縮特性。結(jié)果表明，預(yù)成型壓力越大，預(yù)成型溫度越高，預(yù)成型體壓縮剛度越大，具有較強(qiáng)抵抗變形的能力；預(yù)成型體的壓縮剛度

3、隨著預(yù)成型纖維用量的增加，呈現(xiàn)先提高后降低的規(guī)律，當(dāng)定型纖維含量在2.4%左右時(shí)，預(yù)成型體的剛性較好。
　?。?）制備了不同預(yù)成型壓力工藝條件下的預(yù)成型體，并測(cè)試了預(yù)成型體采用VARI工藝制備成復(fù)合材料的厚度、纖維體積含量、力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，隨著預(yù)成型壓力的增大，復(fù)合材料纖維體積含量增大，當(dāng)預(yù)成型壓力達(dá)到1MPa后，纖維體積含量達(dá)到最大值65%左右；0°拉伸模量與彎曲模量隨著預(yù)成型壓力的增大不斷升高，并最終達(dá)到150G

4、Pa和125GPa；而0°拉伸強(qiáng)度和短梁剪切強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在預(yù)成型壓力達(dá)到0.6MPa時(shí)最高；90°拉伸模量和90°拉伸強(qiáng)度基本保持不變。
　?。?）測(cè)試了不同預(yù)成型溫度條件下制備的復(fù)合材料的性能，并表征了其微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，預(yù)成型溫度低于或在定型材料軟化溫度范圍內(nèi)時(shí)，隨著預(yù)成型溫度的增大，復(fù)合材料性能均有提高；而預(yù)成型溫度高于定型材料軟化溫度后，定型材料會(huì)發(fā)生軟化，甚至熔化，會(huì)影響樹脂的浸潤(rùn)，進(jìn)而產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致復(fù)