帶加熱功能的織物增強(qiáng)復(fù)合材料試制與性能研究.pdf

1、復(fù)合材料在建筑、航空領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，但是結(jié)冰、積雪會(huì)嚴(yán)重影響其安全應(yīng)用，因此快速有效、無損傷的清除這些冰雪，是一項(xiàng)十分重大的工作。
　　本文綜述了當(dāng)前常用的融雪化冰方式，在熱融雪法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)、試制了一種新型的帶加熱功能的織物增強(qiáng)復(fù)合材料，若用作建筑物屋頂和飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼的表層或表面材料，將預(yù)防暴雪、冰凍天氣對建筑物、航空等的影響。
　　課題選擇12K、6K、3K碳纖維和康銅絲四種材料為加熱元件，設(shè)計(jì)、織造出五種加熱絲沿

2、緯向分布的玻纖織物，并與不飽和聚酯樹脂復(fù)合，制成了共20塊復(fù)合板。然后對復(fù)合板進(jìn)行通電，測試并分析了復(fù)合板內(nèi)溫度場的分布以及影響復(fù)合板內(nèi)溫度變化的因素，包括加熱絲的種類、功率值、加熱時(shí)間、加熱絲分布比例等因素。并對12K碳纖維和康銅絲作為加熱絲，與玻纖緯紗以1∶3比例分布的復(fù)合材料板的拉伸力學(xué)性能作了測試分析，得出以下結(jié)論:
　　(1)復(fù)合板內(nèi)溫度分布取決于加熱絲的位置，溫度從加熱絲處向空白處傳遞，復(fù)合板內(nèi)溫度值相對中軸線沿緯向呈

3、對稱分布，沿經(jīng)向呈高低起伏的鋸齒狀分布，相對中心位置對角線方向呈梯度分布。
　　(2)在相同功率條件下，不同加熱絲的復(fù)合板溫度差值不大;通電功率與復(fù)合板溫度值呈正線性相關(guān)關(guān)系，同等條件下，功率越大，復(fù)合板溫度越大;隨著通電時(shí)間的增加，復(fù)合板短時(shí)間內(nèi)溫度呈急劇增長，后逐漸增長緩慢，雖然呈上升趨勢，但基本趨于穩(wěn)定;相同功率下，不同分布比例的復(fù)合板可升高的溫度值比較接近，復(fù)合板內(nèi)加熱絲分布越密集，復(fù)合板內(nèi)溫度分布越均勻。
　　(3

4、)帶加熱功能的復(fù)合材料與不帶加熱絲的純玻纖復(fù)合材料相比，拉伸強(qiáng)度變化不大，拉伸彈性模量明顯減小，隨著通電時(shí)間的增加，帶加熱功能的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度減小，且加熱元件為康銅絲的比加熱元件為碳纖維的拉伸強(qiáng)度降低的更快，但是通電時(shí)間對復(fù)合板的彈性模量幾乎沒有影響。
　　綜合考慮帶加熱功能的織物增強(qiáng)復(fù)合材料的熱學(xué)、力學(xué)性能，可選擇12K碳纖維作為加熱絲，加熱絲緯密為8根/10cm，將其單獨(dú)作為緯紗與玻纖緯紗間隔織入織物，制成帶加熱功能的織物增