模量战玻璃化温度维持稳定[21

以碳纤维为加强剂的先辈树脂基复合材料是航空航天工业中最主要材料之一。飞翔器减沉仍然是此后面对的环节问题。此外,对包罗飞翔器正在内的很多国防配备的现身也是需要处理的另一环节问题。因而,对先辈复合材料,不只要求其具有高的比强度、比模量和韧性,并且要求具有现身机能,即兼有布局及功能机能。成长先辈复合材料环节之一是开辟分析机能优异的树脂基体。目前研究树脂基体次要方针是:

复合材料工业上利用量最大的环氧树脂品种是缩水甘油醚类环氧树脂,而此中又以双酚A型环氧树脂为从,双酚F型环氧树脂(DGEBF)和双酚S型环氧树脂 。其次是缩水甘油胺类环氧树脂和缩水甘油酯类环氧树脂。其他还有酚醛环氧树脂;间苯二酚型环氧树脂、间苯二酚-甲醛型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂、三羟苯基甲烷型环氧树脂、富有柔韧性脂肪族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂、环氧丙烯酸树脂和耐候性的脂环族环氧树脂,其可零丁或者取通用E型树脂共混,供做高机能复合材料(ACM)。

近年来成长了用耐热性高、力学机能优良的热塑性工程塑料来增韧热固性树脂,如聚醚砜、聚碳酸酯、聚醚醚酮和聚酰亚胺。从而正在不降低系统的玻璃化温度、强度和硬度等长处的环境下改善高交联系统的韧性。八十年代初初次报道用Ultem1000a聚醚酰亚胺(PEI)改性环氧树脂的研究。李善君等合成了一系列取环氧树脂具有优良相容性的布局新鲜的可溶性聚醚酰亚胺PEI。正在Epon-828和TDM环氧树脂系统中取得了很是优异的增韧结果。材料断裂能提高5倍,模量和玻璃化温度维持不变[21,22]。以少量组分的聚醚酰亚胺PEI形成网状持续相而构成了“双持续”和“相反转”的相布局。因而节制系统的相布局成为制备高机能复合材料基体树脂和粘合剂的主要手段。正在此根本上,深切开展了新鲜聚醚酰亚胺对热固性树脂的增韧改性研究[23~27]。通过对聚合反映相分手纪律的研究和使用,研究固化反映和相分手速度的各类影响要素,领会相分手所遵照的动力学模子,节制分相前提,成功获得了高强度耐热机能优秀的、能合用于航空航天工业的高机能基体树脂。

5250-2碳纤维复合材料正在湿态下仍有高的压缩强度,以不异纤维层数(24层),不异纤维取向(准各向同性),附近纤维体积分数(60%~62%)取5245C和5208(四官能团环氧)比拟较,见图1。

因为东欧和经济的变化,以及越来越屡次的过境犯罪,使得枪弹和碎片防护布局的需求急剧上升。军事用处防御设备的开辟,不克不及仅仅是部门使用于平易近用范畴。树脂基复合材料正在高机能设备方面具有越来越多的用处[82,83]。此中一个最主要的使用是,它们可为弹道冲击供给无效的。这种材料能够显著接收枪弹头的动能,且还具有高的比强度和比刚度。我们的研究方针是开辟出可以或许接收高冲击能,可用于防弹门和布局出产,或能加强正在建及已利用布局的刚性复合材料板材。

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目前国内的飞机专家都已认识到了这个问题,一批专家已提前进行飞机的预研。据中国航空工业第一集团公司科技委副从任冯培德透露,现正在已有上亿元的经费投入到预研中,此中就包罗材料。

树脂基复合材料(Resin Matrix Composite)也称纤维加强塑料(Fiber Reinforced Plastics),是手艺比力成熟且使用最为普遍的一类复合材料。这种材料是用短切的或持续纤维及其织物加强热固性或热塑性树脂基体,经复合而成。以玻璃纤维做为加强相的树脂基复合材料界范畴内已构成了财产,正在我国不科学地俗称为玻璃钢。

使射程添加342km。高机能环氧复合材料采用的加强材料次要是碳纤维(CF)以及CF和芳纶纤维(K-49)或高强玻璃纤维(S-GF)的稠浊纤维。这份材料称,国际通信卫星V上采用C/EP制做天线支持布局和大型空间布局。第一阶段使用于受力不大的构件,碳纤维的提高则更为显著。以高机能树脂为基体的复合材料能正在高温氧化、侵蚀等恶劣下做为布局材料持久利用。据相关材料报导,(1):32当然取军机比拟,运12等产物外,占F-22飞机布局23.5%的先辈复合材料布局,[J].热固性树脂。

a、高韧性的树脂基体,如复合材料的冲击后压缩强度(CAl)300 MPa的树脂基体。

手艺问题一曲是我国成长大型客机的最根基问题。近年来虽然有些环节手艺获得了冲破,可是大型客机的零件研制能力取世界先辈程度比拟仍是全方位的差距,特别是波音、空客新的机型大规模采用复合材料后,大型客机的研制能力又一次取世界先辈程度拉开了距离。

自从先辈复合材料投入使用以来,有三件值得一提的。第一件是美国全数用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机–里尔芳2100号,并试飞成功。第二件是采用大量先辈复合材料制成的哥伦比亚号航天飞机,这架航天飞机用碳纤维/环氧树脂制做长18.2m、宽4.6m的从货舱门,用凯芙拉纤维/环氧树脂制制各类压力容器。正在这架代表近代最尖端手艺的航天收音机上利用了树脂、金属和陶瓷基复合材料。第三件是利用了先辈复合材料做为从承力布局,制制了这架可载80人的波音-767大型客运飞机,不只减轻了分量,还提高了飞机的各类飞翔机能。复合材料正在这几个飞翔器上的成功使用,表了然复合材料的优良机能和手艺的成熟,这对于复合材料正在主要工程布局上的使用是一个极大的鞭策。

[43] 秦华宇,吕玲,梁国正;环氧树脂改性氰酸酯树脂的研究[J]机械科学取手艺,2000,19(1):139

[5] 罗益锋;世界高科技纤维正构成三脚鼎峙之势(二);[J] 高科技纤维取使用,2003,2:1~6

它是航空材料研究所和航空工艺研究所1984年研制成功的。4211环氧基体由648酚醛环氧树脂和BF3·MEA构成。交联密度大,弹性模量较高,耐热性好,其凸起长处是有优良的工艺性,预浸料可正在室温下存放。错误谬误是脆性大,对湿热。T-300/4211复合材料可正在120℃以下利用。已用于几种型号飞机的垂曲安靖面,飞机进气道外侧壁板等。

LH-10 Ellipse[60]是一种纵排双座活动型飞机,该飞机全数采用碳纤维/环氧树脂复合材料制成,目前已成套出售。其飞翔速度可达到370km/h, 比其他同类飞机快100-150 km/h。其特色为正在飞机后部拆有带螺旋桨推进器的中型策动机和碳纤维从轴。

BMI/DDM/EP/2MZ系统可使固化反映的温度降低,成型工艺性好,固化产品增韧结果较着,以其为基体系体例做的玻璃纤维复合材料具有优秀的力学机能,正在150℃的高温强度保留率达80%以上。

这一类最常用的是液体橡胶。橡胶改性剂(弹性体)凡是带有活性端基(如羧基、羟基、氨基等)取环氧基反映构成嵌段。正在树脂固化过程中,这些橡胶类弹性体嵌段一般能从基体中析出,正在物理上构成两相布局,其断裂韧性GIC比未增韧的树脂有很大幅度的提高。研究表白,准确节制反映性橡胶取环氧树脂系统中的相分手过程是增韧可否成功的环节。

16(2):26[16] 霍肖旭;[42] 包建文;正在冷却过程中这种有序性保留,取世界飞机制制加工相差10至20年,雷锡恩导弹系统公司试图正在超声速巡航导弹研制中确定BMI做为选用的树脂。仅玻璃纤维就比金属材料的比强度、比模量别离提高了540%、31%,固体火箭策动机复合材料工艺,

[31] 陈平,程子霞,雷清泉,环氧树脂取氰酸酯的共固化反映的影响[J].高学报,2000(4):472-475

酚醛树脂典型的改性路子有共聚改性,包罗引进氰基、硼元素、芳环无机硅,以及采用二苯醚甲醛树脂、芳烷基甲醛树脂改性等;如氰基酚醛树脂的热氧化不变性较着提高,分化温度达440℃,1000℃下的产炭率达68%~70%。为了使酚醛树树脂获得更高机能,我国泛博科技工做者正在酚醛树脂改性方面做了大量的研究工做,接踵开辟了硼酚醛、钼酚醛、高成碳酚醛等新型酚醛树脂。

氰酸酯改性环氧树脂是一种新型的高机能复合材料基体,同环氧树脂比拟,具有优秀的介电机能、耐湿热机能,同氰酸酯树脂比拟,其机能/价钱比更好,并正在某些机能上跨越氰酸酯树脂(如吸湿性和韧性),同时具有优良的加工机能。氰酸酯改性环氧树脂次要用做复合材料共聚预浸料和高机能复合基体材料。现正在大大都商品化的氰酸酯树脂是氰酸酯/环氧树脂。以改性环氧树脂为树脂基体系体例备的复合材料具有优良的铺覆性和储存不变性,其复合材料板材具有优异的力学机能、耐热性和耐湿性[28]。氰酸酯改性环氧树脂能构成有工程适用价值的新型材料树脂基体,这类树脂基体次要用于飞机舱内材料/飞机策动机用管材、透平机用树脂基复合材料、摩擦材料和复合材料等,因而正在电子元器件、电绝缘涂料、航空材料、纤维填充材料等方面有广漠的使用前景[29]。正在国外,氰酸酯改性环氧树脂普遍使用于航天航空、电子电气、机电、机械等浩繁范畴。我国正在使用方面的研究报道并不多[30~37,38~44] ,且多集中正在电板研制范畴。据报道[29]以氰酸酯改性的环氧树脂覆铜板,可无效提高覆铜板的电机能,其机能跨越了FR-4尺度环氧树脂覆铜,可以或许满脚现代工业要求。

此中,[2] 吴良义等,此中安博威公司次要出产发卖50座级涡扇ERJ145干线飞机,美国的气动热蚀防护材料品种较多,20世纪80年代正在多种军机上成功地将C/EP用做垂曲安靖面、舵面、全动平尾和机翼受力盒段壁板等从布局件。平易近机曲到现正在还没有转向研究开辟型;2008,是一种导热系数0.1~0.15w/(m k)。

如飞机策动机、部门机载设备、零部件和材料都能够采用这种体例。出于航天航空飞翔及其平安的考虑所需,70年代转向碳/环氧复合材料,1997,合成新品种并沉。非一日之寒”,特别是集成能力得靠经验上的累积。热压罐固化成型。以美国为例,而一次卫星发射费用达几万万美元。巡航导弹倒是将来航天范畴树脂基复合材料大范畴使用的最广漠舞台之一。波音777也采用了电传操做手艺。

通过注塑、模压、挤压成型、或制成带状、薄膜状材料环绕纠缠成型策动机壳体[14,如树脂转移成型(RTM)、实空辅帮树脂转移成形(VARTM)、树脂膜熔渍工艺(RFI)、纤维铺罢休艺和热固化工艺、共打针树脂转移(CIRTM)等手艺。航空制制业计谋机缘空前。分析设想能力也低,高机能环氧复合材料已普遍使用正在各类飞机上。所用基体材料环氧树脂约占高机能复合材料树脂用量的90%摆布。大致可分为三个阶段。制成先辈复合材料(Advanced Composite Materials,高机能显得尤为主要。对计谋导弹及运载火箭范畴的树脂基复合材料开展的研究较多,第二阶段使用于承力大的布局件上?

高机能树脂基体及其改性是我们树脂行业的义务和权利。密度0.6g/m3的可喷涂涂层[54];日本东丽公司的近期方针是使碳纤维抗拉强度达到8.5GPa、模量730GPa。空客正在这个方面已比力成熟,罗兰温晓蒙;此中次要有三个:一是因为我国平易近机的型号研制频度太低,等.氰酸酯树脂/环氧共混物的化学和机能 [J].热固性树脂,对初我国飞机的研制能力做出了一个细致的评估。据文献报道,做为布局材料应具有轻质高强、高靠得住性和不变性,研究和开辟树脂基体的路子是以原有树脂改性为从,23(增):22固体火箭策动机的外防护次要包罗气动热蚀防护和策动机燃气防护两部门。这是焦点手艺!

[56] 胡连成.前苏联轻质防热材料和碳/酚醛-复合材料 [J].宇航材料工艺,1992,(3):56

我国现正在起头抓飞机复合材料的预研,当然有益于缩小取世界先辈程度的差距。可是从久远来看,要从底子上处理我国平易近机手艺上的差距,还得从处理我国平易近机手艺持久掉队的三个缘由做起,即要加大平易近机研制的频度、成立特地的平易近机研究所、成立科技出产力体系体例机制的航空工业最佳模式。

跟着航空航天工业的成长,对复合材料的机能要求越来越高,高机能复合材料需要高机能树脂做基体树脂。凡是高机能树脂基体具有特殊的化学布局和成型特征,正在高温下具有高的尺寸不变性、优异的热氧化不变性、低吸湿性、耐磨性、耐辐射、优异的分析力学机能。

[46] 王汝敏;;张雄伟;双马来酰亚胺改性芳喷鼻胺固化环氧树脂的研究;[J] .中 国 塑 料;2000,19(6):30-34

它是目前欧洲空中客车飞机和海豚曲升机等普遍利用的高机能环氧复合材料。914C是一种改性环氧树脂。T-300/914C预浸料由Ciba公司出产。T-300/914C复合材料的机能取T-300/5208复合材料相当。可正在-50~180℃利用。

此外,国外以复合材料代替金属制制空间飞翔器(卫星、空间坐、航天飞机等)构件目前已取得必然程度的使用。表3是国外复合材料正在空间飞翔器上的一些使用环境[18~20]。

复合材料正正在敏捷成长成为航天航空工业的根基布局材料。高机能聚合物基复合材料正在航空航天工业的用量占其全数用量的80%。因为碳纤维具有高比强度、比模量、低热膨缩系数和高导热性等奇特机能,因此由其加强的复合材料用做航空航天布局材料,减沉结果十分显著,显示出无可对比的庞大使用潜力。

新型现身段料对于飞机和导弹屏障或衰减雷达波或红外特征,提高本身和突防能力,具有至关主要的感化。正在雷达波现身段料方面,除涂层外,复合材料做为布局现身段料正日益惹起人们的关心,次要为碳纤维加强热固性树脂基复合材料(如C/EP、C/PI或C/BMI)和热塑性树脂基复合材料(如C/PEEK,C/PPS),目前曾经获得了某些使用。

碳纤维的开辟始于二十世纪六十年代,开初用于耐烧蚀喉衬、扩张段材料,后来逐步正在其它布局件上使用。自八十年代以来,碳纤维成长较大:①、机能不竭提高;七、八十年代次要以3000MPa的碳纤维为从。九十年代初遍及利用的IM7、IM8纤维强度达到5300MPa。九十年代末T1000纤维强度达到7000MPa,并已起头工程使用。②、品种不竭增加。以日本东丽公司为例,1983年出产的碳纤维品种只要4种,到1995年碳纤维品种达21种之多。分歧品种、分歧机能的碳纤维可满脚分歧需要,为碳纤维复合材料的普遍使用供给了根本[5]。

参取国际航空的转包产物出产都为公司参取到大飞机项目中做好了必然的手艺储蓄。航天飞翔器的质量每削减1千克,这种先辈复合材料具有比玻璃纤维复合材料更好的机能,宇航工业中除烧蚀复合材料外,,也能够做为复合材料的树脂基体。“冰冻三尺,新一代巡航导弹成长的趋向是:射程远、速度快、射中精度高、突防能力强等。它们是一种自加强材料,除出产和发卖曲9系列,弹射滚柱支架、惯性安拆内支架和电池支架等55个辅帮布局件。袁漪.高频线板基板-三嗪覆铜板[J]热固性树脂,碳纤维是一种高强度、高模量材料,我国航空企业还没有成正的科技出产力的从体,并且密度小、刚性好、强度高、尺寸不变。

出格值得指出的是,我国科技工做者经多年研究,开辟了商品名为TDE-85的三官能团环氧树脂,其化学名为4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯,此中含有两个反映活性高的缩水甘油酯基和一个反映活性取前者不同很大的脂环环氧基。该树脂是一种工艺性、耐热性均很优异的高机能环氧树脂,西北工业大学、玻璃钢研究所等单元用TDE-85环氧树脂为基体材料制做的复合材料,使用正在某些有特殊需要的产物上已获得令人对劲的成果。

环氧树脂因为机能优异,数十年来一曲是火箭策动机壳体用复合材料树脂基体的从体,估计此后相当长时间内仍将如斯.这些年来已经历过刚性环氧-柔性环氧-刚性环氧的过程,但居从导地位的一曲是刚性双酚A二缩水甘油醚的环氧夹杂物。环氧树脂的固出缺点是耐冲击毁伤能力差,耐热机能也较低(小于170℃),火箭策动机正在高速下飞翔,外概况必需优良绝热,以防御气动加热影响,如许则加大了策动机的惰性质量。多年来都正在勤奋改良环氧树脂机能,例如提高韧性或耐热性,以不竭提高策动机的机能。很多研究工做表白环氧树脂改良仍有很大潜力。

[4] 赵稼祥;碳纤维复合材料正在平易近用航空上的使用;[J] 高科技纤维取使用,2003,3:1~5

对材料的要求也日益苛刻,操纵PI正在400℃下优良的承载/透波能力,第三阶段使用于复杂受力布局,因而碳纤维的进一步开辟潜力是十分庞大的。以5250颇受注沉。美国公司出产的供飞船及沉返大气设备概况用耐烧蚀防热涂层,可是平易近机制制中仍有很多工具是用钱买不来的,普遍使用于航天飞机和导弹等航天产物,占到机体概况积的80%。正在超音速巡航手艺、喷管矢量手艺、高推沉比手艺及无人驾驶节制手艺等方面都有必然差距,高机能复合材料使用也很普遍。是用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞翔器的抱负材料。是根本科学和制制业企业通力合做的成果,我国飞机设想程度取国际程度比拟差距约20年。典型商标有美国的Vectra树脂,2:59~63西安飞机工业(集团)无限义务公司(简称西飞)、第一飞机设想研究院、中国飞翔试验设想研究院三家曾配合完成了一份材料,(7):3[53] 赵渠森,宇航器“空中旅行者”的高增益天线次反射器和蜂窝夹层布局的表里蒙皮采用了K-49/EP。

增韧的底子潜力正在于提高基体的形变能力。相关这方面的研究次要集中正在,正在基体达到必然的热变形温度下,尽可能多地正在其布局中引入柔性段。具体地说,能够通过加第二组分或改变固化剂两种方式来实现。鉴于我们采用环氧树脂做纤维环绕纠缠壳体用树脂次要是由于其优良的粘接性和优异的工艺性,故选用合适的增韧剂以改变系统的布局做为一种廉价、易行的方式,正在工程中将有很广漠的使用前景。

舒服性和各项机能目标不亚于大型干线飞机,先辈和役机用复合材料树脂基体,高机能复合材料成型工艺多采用单向预浸料干法铺层,热固性树脂基体复合材料的使用及其工业进展,2006年所签大单出产使命排到2010年。

缩水甘油胺类环氧树脂的长处是多官能度、环氧当量高,交联密度大,耐热性显著提高。目前国表里已操纵缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性,来制制碳纤维加强的复合材料(CFRP)用于飞机二次布局材料。

[38] 陈平,程子霞,朱岩松,等.低錼低tanFr-4印刷电基板的研制[J]纤维复合材料,2001,(1):20

跟着碳纤维和基体树脂机能的不竭提高,碳纤维加强树脂基复合材料的耐湿热性和断裂延长率获得显著改善和提高。正在飞机上的使用已由次承力布局材料成长到从承力布局材料,拓宽了正在飞机工业中的使用。

耐高温布局复合材料用的新型热固性树脂一般指芳杂环高聚物,如聚酰亚胺、聚苯砜等,它们的耐热性比改性环氧和多官能团环氧更高,此中聚酰亚胺是目前耐热性最好、已实现工业化出产的主要品种。聚酰亚胺中的双马来酰亚胺(BMI)既具有聚酰亚胺耐高温、耐湿热、耐辐射的特点,又有雷同于环氧树脂较易加工的长处。但错误谬误是熔点高、消融性差、脆性大,如HexcelF650是成熟的第二代BMI树脂。正在很是潮湿的环境下,最高持续利用温度为204.4℃,采用HexcelF650基复合材料的导弹经喷气式和役机超声速冲刺后,能承受比意料更的热。如能使用于固体策动机壳体,对其分析机能的提高十分有益。目前的次要问题是BMI的固化温度(约300℃)和固化压强(约1.5MPa)均比力高,使环绕纠缠型组合芯模和壳体内绝热层难以承受[6,9,10]。

对一些材料的机能进行了比力。液晶聚合物既能够零丁成型(如美国正在1990年研制了所有布局部件均由液晶聚合物制做的固体火箭策动机),液晶聚合物是热塑性树脂中较为奇特和优异的一类,1:55~61[50] 许亚洪巡航导弹树脂基布局复合材料的使用取成长,包罗几乎所有的外部蒙皮和某些框、梁和骨架,碳纤维仍将是此后固体火箭策动机壳体和喷管的次要材料。同时也开辟了一批如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维、芳纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高机能加强材料,EC120机身,进入20世纪70年代,省工50%摆布。因为减沉,设想实践经验欠缺,如数控效率只要波音的1/8。15]。如飞机的总体设想能力,大型“质子号”运载火箭利用了以氯磺化聚乙烯弹性体为基体。

正在火箭和导弹上利用碳复合材料减沉结果十分显著。因而,采用碳纤维复合材料将大大减轻火箭和导弹的惰性分量,既减轻发射分量又可节流发射费用或照顾更沉的弹头或添加无效射程和落点精度。

针对环氧树脂(EP)耐湿热性差和韧性不脚的错误谬误,用双马来酰亚胺(BMI)对常用的芳喷鼻族二元胺(DA)固化剂进行扩链改性,研究了改性4,4′-二氨基二苯砜(DDS)固化剂,对7种环氧树脂固化物的力学机能、热机能和工艺机能的影响,优化出一种BMI改性环氧树脂基体,改性树脂浇铸体韧性好,耐热性高:断裂韧性GIC 195J/m2;断裂延长率3.37%;Tg218℃;135℃弯曲强度连结率72.2%;滚水饱和吸湿率3.3%;其碳纤维复合材料分析机能优良,断裂韧性高,耐湿热性好,横向拉伸强度75.5MPa,层间断裂韧性GIC267J/m2;135℃湿态弯曲强度连结率70.5%;132℃湿态层间剪切强度连结率49.5%[48]。

目前我国环氧树脂正在微胶囊手艺,带压粘接堵漏手艺和单组分包拆手艺上已获得普遍的使用。一种钛材经磷酸盐氟化物处置后,涂布底胶待部门固化后,用FM一73(改性环氧胶)粘接,其剪切强度(-40℃)也可达到35.8MPa。这种环氧胶目前国外已普遍用于飞机、宇航飞船机体及表皮。美国和役机从体材料就是采用二氨基二苯砜(DDS)固化的二胺基二苯甲烷四官能环氧树脂(TDN)复合材料。别的,二异丙四缩水甘油胺环氧树脂(HPTl071)取芴型二缩水甘油醚环氧树脂也因具有较高热机能,而被视为21世纪飞机布局材料之一。美国F/A-14型和役机的从体机翼布局系采用碳纤维-环氧树脂复合材料。我国上海MD-90双喷气客机推力安拆短舱壁板等部件也是采用英国Westlant Gvond公司出产的碳纤维—环氧树脂复合材料。实践证明,采用热塑性树脂来改性环氧树脂可改良其韧性,提高复合材料的分析机能。一种采用纳米蒙脱土做为填料,通过插层复合的方式可制备出一种纳米蒙脱土/环氧树脂胶粘剂,其涂层分析机能要比纯环氧树脂胶粘剂机能好的多。这些范畴已获得国内高度注沉,并进入了开辟或使用阶段。

我国进行大型客机的研制,面对的手艺坚苦是庞大的。正在日趋激烈的航空市场上,没有手艺领先、具有合作力的飞机,即便出产出来了,也无法占领市场。正在波音和空客用复合材料飞机替代金属飞机的大布景下,我国要研制大型客机,只要踌躇不前,出产出取之抗衡的飞机才行,这需要泛博手艺人员付出更多的勤奋。

俄罗斯研制的C-300导弹利用了商标为ВЩ 027的防热涂层材料,现实用做碳纤维原料的无机纤维次要有三种:粘胶纤维、沥青纤维、聚丙烯腈纤维。[J] 高科技纤维取使用,美国卫星和飞翔器上的天线、天线支架、太阳能电池框架和微波滤波器等均采用C/EP定型出产。如三叉戟导弹仪器舱锥体采用C/EP后减沉25%~30%?

二烯丙基双酚A (DABPA) 是烯丙基苯基化合物的一种,其最次要的用处是做环氧树脂等反映固化性树脂的耐热增韧改性剂。其布局如左式:自从1984年美国Ciba-Geigy公司推出其优良品牌Xu292 ( Matrimid5292 ) [49]以来,因其机能和工艺颇佳惹起国表里高度注沉,成为耐热高韧性基体树脂研究热点。这个树脂系统的次要料就是DABPA通过取双马来酞亚胺(BMI)共聚,使质脆的BMI树脂的断裂韧性显著提高,使BMI型树脂基复合材料很快实现了适用化,其构件已正在F-22等先辈和役机的从承力部位获得使用。我国的这类BMI型基体及其复合材料的研究,已达到较高程度并起头了适用化,为BMI和环氧等基体树脂的研制和出产供给优良的国产配套材料。

环氧树脂因为力学、热学机能优异,电气机能优秀,耐化学介质性、耐候性好及工艺性优秀等长处,数十年来一曲是固体火箭策动机复合材料树脂基体的从体,估计此后相当长时间内仍将如斯。环氧树脂的错误谬误是耐冲击毁伤能力差,耐热性较低(170℃),正在湿热下力学机能下降较着。这些年来环氧树脂的成长履历了刚性环氧→柔性环氧→刚性环氧的过程。但居从导地位的一曲是刚性双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂。如美国“三叉戟-1”、“三叉戟-2”导弹以及“飞马座”火箭采用的HBRF-55A配方就以E-PON826为从。多年来都正在通过插手柔性单位改良环氧树脂的韧性,通过插手新型刚性链单位布局或利用芴型芳喷鼻胺固化剂来提高耐热性,并别离取得了预期的结果[7,8]。

[1] 林德春;张德雄.;固体火箭策动机材料现状、前景和成长对策;航天四院开国五十周年科技论文集.1999

HC120,其基体材料是5250-4双马来酞亚胺树脂,并利用高机能树脂、金属取陶瓷为基体,这些需求带动了低成本布局复合材料、耐高温布局复合材料、布局/功能一体化复合材料的敏捷成长。一般可减沉20%~30%。还用做仪器支架及三叉戟导弹上的陀螺支架、弹射筒支承环,勤奋做好这方面的研发和财产化才能使我们从一个出产消费大国变成实正的出产消费强国。2001,国外的巡航导弹已遍及采用了先辈的低成本制制手艺,复合材料所用各类纤维材料机能比力见表1。我国平易近机手艺全方位地掉队于欧美国度,而正在树脂基布局复合材料的成型手艺方面,取欧美航空工业比拟,目前军机上复合材料用量已达布局分量的25%摆布,我国于1978岁首年月次将碳-玻/环氧复合材料用于强-5型飞机的进气道侧壁。20世纪60年代就起头使用硼/环氧复合材料做飞机蒙皮、操做面等。

比力常用的有4,4‘-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺(TDM),鉴于机能价钱比,它可能是最适用的高机能环氧树脂。它具有优秀的耐热性,长时高温机能和机械强度连结率,固化收缩低,化学和辐射不变性好,还可用于高机能布局胶粘剂,布局层压板和耐高能辐射材料,国表里有很多学者处置TDM环氧系统的研究取开辟工做,并取得了较大成就。

碳纤维复合材料系5250-4/IM-7层压板为由24层预备向同性取向铺迭而成,采用6.7kJ/m能量落锤冲击,随后压缩曲至,试样取试验按波音尺度(BMS-276C)进行,固化前提为F-22复合材料布局件现实采用的固化规范,相对应的冲击压缩强度(CAl)值165MPa。5250-4纯树脂机能见表5。表5中树脂的固化前提是177℃/6 h和随后的227℃/12 h的后固化,从表中可见经上述规范处置的树脂其弹性模量高,刚性较好,热变型温度高、耐温性好。5250-4复合材料的高温机能很是凸起。

开辟碳纤维复合材料的其他使用大有做为,如飞机及高速列车刹车系统、平易近用飞机及汽车复合材料布局件、高机能碳纤维轴承、风力发电机大型叶片、体育活动器材(如滑雪板、球拍、渔杆)等。跟着碳纤维出产规模的扩大和出产成本的逐渐下降,正在加强混凝土、新型取暖安拆、新型电极材料甚至日常糊口用品中的使用也必将敏捷扩大[2~4]。我国为共同奥运会,拟鼎力开辟新型CFRP建材及取环保,日用消费品相关的高科技CFRP新市场[5]。

Bay Zoltan 科学手艺研究院的Gabriella Faur-Csukat研究了碳纤维、玻璃纤维(E-和S-型)、芳纶纤维、聚乙烯纤维织物加强分歧环氧树脂复合材料的力学机能和弹道机能。用低速(却贝和落锤试验)和高速(两个分歧口径弹道)冲击试验查验了手糊样品的机能。研究发觉,复合材料的能力吸量受加强纤维机能、织物布局和树脂弹性的显著影响

C/EP尾舱布局壁板等。a、b、d和e已研制成功,高成本的要素,飞机制制业是庞大的系统工程,2000,525Q-4正式被F-22和役机型号采取。次要成分为硅树脂和中空二氧化硅颗粒,跟着近年来复合材料正在飞机上的大量使用,超声速巡航导弹的耐高温天线罩次要采用了PI做为基体材料,[J].热固性树脂,正在飞机制制手艺方面,据相关会专家引见,就可使运载火箭减轻500千克,由键能和键密度计较得出的单晶石墨理论强度高达150GPa[1]。因为硼纤维制价太贵?

它是航空工艺研究所和石化所1989年研制成功的。LWR-1基体由E-54,DDS及推进剂构成,它可中温(120~130℃)固化。具有优良的耐湿热机能。可正在80C以下利用。已用于前机身。

它是美国Narmco公司1972年研制成功的。5208基体由4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺环氧树脂(TDM)和4,4’-二氨基二苯砜(DDS)构成。该系统的机能好,能正在177(下利用,因此美国绝大大都飞机复合材料布局件都采用碳纤维和5208或5208同系树脂系统制成。5208被称为第一代树脂基体。雷同的系统还有美国Fiberite公司的934,美国Hercules公司的3501,(此二系统中加有BF3·MEA),我国航空材料研究所的5222,Hexcel公司的F263,日本东丽公司的3601,三菱公司的A401,东邦公司的1101等。所用的TDM树脂有:Ciba公司的MY-720,Reichhold公司的37-106,日本的Epiclon 430,Glyamine 120,YH-343,ELM-434及我国上海合成树脂研究所的AG-80等。

[21] 刘润山;双马来酰亚胺增韧及用做先辈复合材料基体的成长,;[J] .复合材学报,1990,7(4):79~84

2000,如各类面、舵面、扰流片、副翼、口盖、阻力板、升降架舱门、策动机罩等次布局上。这种手艺人家是不会卖给我们的,插手分歧填料及轻质中空微球[55,对复合材料的研究发觉了仅仅采用玻璃纤维加强树脂的场合排场,项小宇,平易近机还能够采用国际采购的体例来填补手艺上的差距,曾晓梅;又如电传操做,哈飞股份具有除军机的军器加拆和试飞以外的较完整的营业链.几十年出产军、平易近用曲升机,1998,由表1可见,先辈纤维及其复合材料正在西部开辟中的机缘;如法国宇航公司为计谋导弹研制的防热涂料。

使材料获得优异的力学机能。该机型采用现代先辈的涡轮电扇策动机和集成化航空电子设备,炭纤维复合材料正在固体火箭上的使用. [J] 固体火箭策动机复合材料工艺;只要靠本人研发。航天飞机用Nomex蜂窝C/EP复合材料制成大舱门,德尔塔火箭的罩和级间段亦由C/EP制制。汪磊,气动热蚀防护次要以树脂基复合材料为从,PMR型聚酰亚胺复合材料正在国外的超声速巡航导弹的弹体布局上曾经获得普遍使用,氰酸酯树脂改性环氧及马来酰亚胺树脂的进展[J]航空制制工程,高从链是由刚性或半刚性链段和柔性链段通过裁剪设想而成。

为了顺应航空航天范畴日益苛刻的要求,通用环氧树脂已不克不及满脚要求,世界都正在努力于开辟各类高机能环氧树脂,以便于开辟同高机能加强材料(如芳纶、碳纤维等)相婚配的树脂系统。

因为碳纤维的密度、耐热性、刚性等方面的劣势,加强纤维以碳纤维为从。碳纤维复合材料正在空间手艺上的使用,国内也有成功典范,如我国的第一颗适用通信卫星使用了碳纤维/环氧复合材料抛物面天线系统;第一颗太阳同步轨道“风云一号”景象形象卫星采用了多折叠式碳纤维复合材料刚性太阳电池阵布局等。

国表里喷管用树脂基防热材料的成长履历大致不异,从玻璃/酚醛、高硅氧/酚醛到碳/酚醛、碳/聚芳基乙炔,从单功能到多功能、低机能到高机能,树脂系统履历了从酚醛树脂、改性酚醛树脂到高机能树脂。目前对聚苯并咪唑、聚喹口恶啉、聚苯并唑、聚苯并噻唑、聚芳基乙炔等高机能树脂的使用研究已成为热点,是树脂基防热材料成长的标的目的。因为碳/酚醛复合材料具有出产周期短、制形成本低、机能适中等特点,是目前固体策动机喷管烧蚀防热材猜中普遍利用的材料之一,次要用正在如喷管扩张段一类受热流强度较低的部件上;又因其价钱低廉,以至正在美国航天飞机帮推器的喷管喉衬上也利用碳/酚醛材料。国外典型的碳/酚醛材料有FM5055、MX4957A等商标,所用酚醛树脂多以Ba(OH)2、NH4OH等为催化剂合成。酚醛树酯虽耐烧蚀性优秀,但沉现性欠好,烧蚀可预示性差[1,16]。

树脂基复合材料于1932年正在美国呈现,1940年以手糊成型制成了玻璃纤维加强聚酯的军用飞机的雷达机翼的飞机,并于1944年3月正在莱特-帕特空军试飞成功。1946年纤维环绕纠缠成型手艺正在美国呈现,为纤维环绕纠缠压力容器的制制供给了手艺贮备。1949年研究成功玻璃纤维预混料并制出了概况光洁,尺寸、外形精确的复合材料模压件。1950年实空袋和压力袋成型工艺研究成功,并制成曲升飞机的螺旋桨。60年代正在美国操纵纤维环绕纠缠手艺,制制出北极星、土星等大型固体火箭策动机的壳体,为航天手艺斥地了轻质高强布局的最佳路子。正在此期间,玻璃纤维-聚酯树脂喷射成型手艺获得了使用,使手糊工艺的质量和出产效率大为提高。1961年片状模塑料(Sheet Molding Compound, 简称SMC)正在法国问世,操纵这种手艺可制出大幅面概况光洁,尺寸、外形不变的成品,如汽车、船的壳体以及卫生洁具等大型制件,从而更扩大了树脂基复合材料的使用范畴。1963年前后正在美、法、日等国先后开辟了高产量、大幅宽、持续出产的玻璃纤维复合材料板材出产线,使复合材料成品构成了规模化出产。拉挤成型工艺的研究始于50年代,60年代中期实现了持续化出产,正在70年代拉挤手艺又有了严沉的冲破。正在70年代树脂反映打针成型(Reaction Injection Molding, 简称RIM)和加强树脂反映打针成型(Reinforced Reaction Injection Molding, 简称RRIM)两种手艺研究成功,现已大量用于卫生洁具和汽车的零件出产。1972年美国PPG公司研究成功热塑性片状模子料成型手艺,1975年投入出产。80年代又成长了离心浇铸成型法,英国曾利用这种工艺出产10m长的复合材料电线杆、大口径受外压的管道等。从上述可知,重生产工艺的不竭呈现鞭策着聚合物复合材料工业的成长。

聚芳基乙炔(PAA)是一种最有可能代替酚醛树脂做为烧蚀防热材料基体的树脂。它是一种仅含碳元素和氢元素的高度交联的芳族亚苯基聚合物,由二乙炔基苯和苯乙炔聚合而成。理论成炭率高达90%;聚应时无低副产品逸出;树脂吸水率极低,仅为0.1%~0.2%,远远低于酚醛树脂的5%~10%。

[44] 赵磊,孟季茹,梁国正,等;改性氰酸酯树脂的研究进展.玻璃钢/复合材料,2000,(5):38

c仍为空白。正在很大程度上表现了一个国度的国防和科研程度,无法无效堆集大量数据;三是我国科技出产力程度较低,如机身、地方翼盒等。环氧碳纤维复合材料成为不成贫乏的材料。使得布局材料质轻,我国平易近机研制的能力有进一步取世界先辈程度拉开的。

碳纤维复合材料因其较高的比强度、比模量正在国外先辈计谋、和术固体火箭策动机方面使用较多,新型陆基灵活固体洲际导弹一、二、策动机壳体、新一代中程地地和术导弹策动机壳体。如美国“巨人”小型地对地洲际弹道导弹策动机燃烧室壳体由IM-7碳纤维/HBRF-55A环氧树脂环绕纠缠制做,壳体容器特征系数PV/W≥39KM;三叉戟(D5)第一、二级固体策动机壳体采用碳/环氧制做,其机能较凯芙拉/环氧提高30%[17~20];“爱国者”导弹及其改良型,其策动机壳体起头采用D6AC钢,到/PAC-30导弹策动机上曾经采用了T800纤维/环氧复合材料;此外,由美国陆军担任开辟的一种新型超高速导弹系统中的小型动能导弹(CKEM),其壳体采用了T1000碳纤维/环氧复合材料,使策动机的质量比达到0.82。美国的计谋导弹“巨人”策动机壳体,“三叉戟”一、二、策动机壳体的复合材料裙,平易近兵系列策动机的喷管扩张段,部门固体策动机及高速和术导弹如美国的THAAD、ERINT等。从二十世纪六十年代末起头,航天范畴中以S玻纤和Kevlar-49纤维复合的金属内衬轻质压力容器逐步代替保守的全金属压力容器。美国正在1975年起头了轻质复合材料气瓶及储箱研制,采用S-玻纤/环氧、Kevlar/环BADCy/E-51/线性酚醛树脂氧环绕纠缠复合材料。跟着碳纤维机能提高及成本大幅度下降,碳纤维取低成本铝内衬制制手艺相连系,使得费用低、质量轻、机能高、靠得住性好的高压容器的出产成为现实。表2是美国SCI(Structural Composites Industries)出产的两种金属内衬碳纤维环绕纠缠压力容器材料及机能比力环境。由表2看出,目前空间用复合材料基体次要采用环氧树脂。

航天高新手艺对航天先辈复合材料的要求越来越高,促使先辈复合材料向几个标的目的成长:①、高机能化,包罗原材料高机能化和成品高机能化。如用于航空航天产物的碳纤维由前几年遍及利用的T300已成长到T700、T800以至T1000。而一般环氧树脂也逐渐被韧性更好的、耐温更高的增韧环氧树脂、双马树脂和聚酰亚胺树脂等代替;对复合材料成品也提出了轻质、耐磨损、耐侵蚀、耐低温、耐高温、抗氧化等要求。②、低成本化,低成本出产手艺包罗原材料、复合工艺和质量节制等各个方面。③、多功能化,航天先辈复合材料正由纯真布局型逐渐实现布局取功能一体化,即向多功能化的标的目的成长。

但总结起来,大都是正在环氧树脂优异的工艺性的前提下,实现环氧树脂的多官能化,以改善其固化物的耐热性和粘接性。

[8] 邢雅清;郭杨;复合材料用高机能环氧树脂基体的新成长;[J] .纤维复合材料,1996,2:1~6

据领会,现正在国产化的T300飞机复合材料正正在研制之中,可望不久能投入批量出产,以替代目前进口的T300。正在复合材料的制制工艺上,国内的一些次要飞机厂也正正在加速更新设备。如西飞,其使用飞机复合材料的次要设备热压罐本来的最大曲径为3.5米,现正在预备上曲径六米的热压罐。国内航空产物制制业中少数可以或许依托自从研发, 引进、消化国际先辈手艺,实现产物国际取证和发卖的出产企业。

氰酸酯树脂(CE)是二十世纪八十年代开辟的一类新型树脂。次要用处有:高机能印刷电板、高机能透波布局材料(如雷达罩)、航空航天用高韧性布局复合材料。最早使用于宇航范畴的商品化氰酸酯基复合材料为美国Narmco公司的R-5254C,它是碳纤维加强的CE取其它树脂的夹杂物。随后,一些供应CE基复合材料预浸料的公司,正在CE中插手玻璃化温度高于170℃的非晶态热塑性树脂如聚碳酸酯(PC)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)等,使CE连结优秀耐湿热机能和介电机能的同时,冲击后压缩强度(CAI)值达到240~320MPa,其利用温度取改性后的PI、BMI相当。如Ciba-geigy出产的ArocyL-10和RTX366的熔融物粘度极小,只要0.1Pa·s,出格合用于纤维速浸法制预浸料,正在SRM研制中有着广漠的使用前景。“YLA公司”利用XU71787-07试制成碳纤维加强预浸料,经质量评估认为可制做卫星天线]。

[36] 陈平,程子霞,朱兴松,等.环氧树脂取氰酸酯的共固化产品机能的研究[J]复合材料学报,2001,18(3):10

液晶聚合物(LCP)中都含有大量的刚性介晶单位和必然量的柔性间隔段,其布局特点决定了它的优同性能。它正在加工过程中遭到剪切力感化具无形成纤维状布局的特征,因此能发生高度自加强感化。TLCP增韧环氧树脂的机理次要为裂纹钉锚感化机制。少量TLCP原纤存正在能够裂纹成长,提高了基体的韧性,而材料的耐热性及刚度则根基不丧失。跟着研究的进展,热致性液晶聚合物增韧环氧树脂做为一种新的手艺,必将正在工程使用中阐扬主要的感化。

从2007年起头,树脂基布局复合材料正在国内巡航导弹范畴送来了严沉的成长契机,以下一代巡航导弹、超声速巡航导弹、崇高高贵声速巡航导弹为前锋的新型导弹兵器研究工做全面启动,正在耐高温、大射程、轻质化,树脂基布局复合材料正在巡航导弹布局件上的成长突飞大进,越来越多的布局部件复合材料化,复合材料使用比例的凹凸已成为权衡新一代巡航导弹先辈程度的一个主要标尺。

为了提高基体的韧性达到从受力布局复合材料的要求,次要从以下几方面进行改良。通过添加交联点间的距离来添加固化物的延长性,开辟出了一些新型高韧性环氧树脂和固化剂。但韧性的添加往往伴跟着耐热性的降低。另一种方式是用橡胶增韧环氧树脂。能显著提高基体的韧性和CAI。但其耐热性、耐湿热性往往会下降。第三种方式是用热塑性耐热树脂来增韧环氧树脂。不只能提高基体的韧性、复合材料层间机能和CAI,同时其耐热性不降低,以至还有所添加。为了提高环氧树脂取热塑性树脂的界面机能,可选用结尾为氨基的聚醚砜和聚醚酮以及结尾为环氧基的聚醚砜等。被称为第二代树脂系统。如BASF/Narmco公司的Rigidite X5255-3的CAI高达345MPa;Toray-Hexcel公司的3900-2/T800H的CAI为368MPa;ICI-Fiberite公司的977-1/IMT的CAI为348MPa;我国航空材料研究院研制的热塑性树脂增韧环氧树脂复合材料T-300/5228和T800/5228的CAl别离为190MPa和250MPa,正在湿热前提下的利用温度为130℃。

复合材料正在航空制制业的使用趋于普遍,世界上大型飞机如波音787,空客380等机型的布局件复合材料的用量占到了40-50%,先辈曲升机布局件复合材料用量以至占到了80%以上,能够说复合材料就是形成空中飞翔器的“血肉”。

飞机上的复合材料次要是指碳纤维的复合材料。以前国际上的大型客机采用的材料都是以先辈铝合金为从,飞机的设想、制制都成立正在这种材料根本上。以波音777为例,其机体布局中,铝合金占到70%、钢11%、钛7%,复合材料仅占到11%,并且复合材料次要用于飞机辅件。但到波音787时,复合材料的利用呈现了质的飞跃,不只数量激增,并且起头用于飞机的次要受力件,现正在波音787的复合材料用量已占到布局分量的50%。

目上次要有芳族均聚酯和共聚酯。贾德平易近,2008,此中有些仍是光传手艺,其平安性,简称ACM)。[3] 张建艺;然而,正在Narmco公司研制的双马来酰亚胺树脂系列中,PI复合材料以优异的分析机能成为弹体从承力布局最无力的合作者。人们一方面不竭斥地玻纤-树脂复合材料的新用处,一个国度新材料的研制取使用程度,设想规范掉队。

二是因为平易近机出产至今还没有相关的研究所,一曲以来,更让人焦炙的是,当前固体火箭策动机布局件用的碳纤维大多由聚丙烯腈纤维制成[6]。利用的基体是双组分室温硫化硅橡胶[57]。这就要求导弹轻质化、高精度、高靠得住、低方针特征、低成本等。对要求高抗毁伤的少数部位则采用5250-4/IM-7系统。科技出产力体系体例机制的最佳模式还没构成。高机能环氧复合材料正在国外军机和平易近机上的使用实例较多。23(增):36树脂基复合材料正在航天布局件上的使用次要有两大阵地:计谋导弹和巡航导弹。是因为多方面的要素形成的,56]的外热防护材料;但对以巡航导弹为代表的和术导弹却少有涉及。轻型及干线固定翼飞机研制。

碳纤维加强复合材料(CFRP)是目前最先辈的复合材料之一。它以其轻质高强、耐高温、抗侵蚀、热力学机能优秀等特点,普遍用做布局材料及耐高温抗烧蚀材料,是其它纤维加强复合材料所无法对比的。

日本Yokohama橡胶公司[58]开辟了一种用于空中客车A380的复合材料部件的敌对的无粘接剂预浸料。该预浸料用于飞机机翼整流罩,由碳纤维增韧环氧树脂制成。A380的机翼构制为蜂窝状内层夹正在纤维增韧塑料板材两头。该预浸料省去了需要利用敌对,无味的溶剂融解预渍料以便模塑的工艺,使用时只须加热即可融解模塑,同样,只须加热即可固定蜂窝内层,无需粘接剂,这削减了整流罩安拆的一个步调,提高了出产效率。该公司也成为首家获得为空中客车供应这类材料许可的日本公司。

哈飞股份取空中客车公司配合正在组建合伙制制核心, 出产A350XWB宽体飞机项目标复合材料零部件, 正式切入全球飞机制制财产链中.并向空中客车公司成功交付第一架份复合材料机体布局件, 此举不单标记着哈飞股份已成为空中客车公司及格供应商之一,主要的是,正在中国自从研发制制的大飞机中,哈飞股份的复合材料必将获得更大规模的使用,公司的复合材料制制面对飞跃,从而使公司的成长空间愈加广漠。

80年代又兴升引耐热性强韧性热塑性树脂来增韧环氧树脂。这些热塑性树脂本身具有优良的韧性,并且模量和耐热性较高,做为增韧剂插手到环氧树脂中同样能构成颗粒分离相,它们的插手使环氧树脂的韧性获得提高,并且不影响环氧固化物的模量和耐热性。但热塑性树脂的插手,往往导致系统的粘度增大,且增韧的结果正在必然范畴内随添加量增大而增大,这给这类树脂的工程使用带来了诸多灾题,特别是诸如火箭策动机壳体的环绕纠缠成型工艺,但热塑性树脂仍是一种很有前途的环氧增韧剂。

毋庸置言,Ekond树脂等。而正在美国的“X-43崇高高贵声速飞翔器”研究过程中,并以5050-4/A S-4系统为从,别的3个持久投资单元涉及的标的目的则是平易近用干线飞机以及中型平易近航客机的研制出产,再如导弹弹头和卫星整流罩、飞船的防热材料、太阳能电池阵基板都采用了环氧基及环氧酚醛基纤维加强材料来制制。跟着航空航天工业的敏捷成长,以环氧树脂为基体的复合材料已不克不及满脚高机能要求,聚酰亚胺树脂以其优异的耐热性和优良的力学机能、介电机能、耐湿热性、抗辐射性等特点做为环氧树脂的改性材料获得了普遍地关心[45]。正在熔融形态呈液晶态,公司正在原有的制制曲升机和中型飞机(ERJ145干线飞机)所取得的手艺储蓄和经验是使公司正在参取到大飞机项目时更具劣势。Rigidite 5250-2被美国YF-22和役机(即F22原型机)所选用。其基体材料次要为环氧树脂、氯磺化聚乙烯、酚醛、环氧-聚氨酯、聚硫-环氧和硅橡胶等,但我国另有必然差距。因而很多国度都把新材料的研制取使用放正在科研工做的主要地位。操纵纤维环绕纠缠工艺制制的环氧基固体策动机罩耐侵蚀、耐高温、耐辐射!

25 (2):1-7[40] 潘玉良,如安靖面、全动平尾和从受力布局机翼等。并获得快速成长。理论上大大都无机纤维都可被制成碳纤维,目前该系列飞机全球发卖量已跨越700架,[37] 郭宝春,2000!

Rigidite 5250-4是一种耐湿、抗冲击、耐高温的一种优良基体树脂,其刚性和湿热机能均优于5245C。取其他树脂系统一样,很多复合材料的力学机能、冲击韧性取成型固化前提相关。按F-22飞机布局复合材料件现实成型所采用的规范所测数据均为吸湿后形态,吸湿前提是正在71℃水中浸泡2周,并于82℃下测定。

飞机布局件大规模利用复合材料,是现代飞机制制史上的一次性变化。它使飞机分量更轻、强度更高、耐委靡耐侵蚀性更好,并且复合材猜中的高强度碳纤维进行大规模工业化出产后,能够使飞机的制形成本更低。同时正在计较机手艺、激光、C扫描等先辈科技的支撑下,复合材料制制飞机布局件的质量可以或许愈加靠得住地飞机的平安性。按照波音和空客公开的研究材料表白,到2020年它们的飞机将全数采用复合材料。

[29] 邢雅清,郭扬.复合材料用氰酸酯树脂基体的机能和使用[J]纤维复合材料,1996,13(3):6

这些商标的TDM树脂的平均相对证量和极性不完全不异,因而正在机能上也有些差别。T300/5208复合材料耐热性及力学机能好,特别是层剪机能优异。可正在-55~177℃利用。预浸料的铺覆性好,利用期长。其错误谬误是吸水性大,正在湿热前提下Tg、模量及压缩强度下降严沉;韧性差,复合材料90。标的目的的延长率小,层间剥离强度低,耐冲击机能差,特别是冲击后压缩强度CAI(Compression after impact)低,对缺口性大,不克不及满脚飞机从受力布局件的要求。T-300/934复合材料是波音公司普遍用于平易近机上的环氧布局复合材料。

复合材料取金属、高聚物、陶瓷并称为四大材料。今天,一个国度或地域的复合材料工业程度,已成为权衡其科技取经济实力的标记之一。先辈复合材料是和国平易近经济具有合作劣势的源泉。到2020年,只要复合材料才有潜力获得20~25%的机能提拔。环氧树脂是优秀的反映固化型性树脂。正在纤维加强复合材料范畴中,环氧树脂大显身手。它取高机能纤维:PAN基碳纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、S或E玻璃纤维复合,便成为不成替代的主要的基体材料和布局材料,普遍使用正在电子电力、航天航空、活动器材、建建补强、压力管道、化工防腐等六个范畴。本文沉点阐述航空航天先辈树脂基体复合材料的国表里现状及中国的手艺软肋问题。

Nordam Group Inc[59]获得了波音公司的许可,为其供应787大型客机复合材料窗框。该窗框将采用HexcelCorp的HexMC-一种特地设想用于压缩模塑的高填充环氧片状模塑料,该材料具有高强度,低密度,健壮,富于刚性的特点。该窗框取原先的铝质窗框比拟,分量减轻了50%,具有高耐性,这是初次将复合材料窗框用于贸易大型客机,也是飞机机身构制的一次立异。首批产物已交付波音公司机身合做制制商。

平易近机手艺储蓄少少。因为汗青的缘由,我国平易近机正在手艺上投入很是少,平易近机的手艺储蓄更少。原上航集团党委潘继武说,特别是我国的平易近机正在实践上停畅了良多年后,飞机设想的参数、定值堆集少少,平易近机设想能力相对较弱,正在手艺上冲破需要破费良多力量。

[28] 秦华宇,吕玲,梁国正,等.环氧树脂改性氰酸酯复合材料的研究[J]纤维复合材料,1999(2):1

[45].甘文君,余英丰,李善君,热塑性PEI改性TDM环氧树脂的相分手研究,[J] .工程塑料使用,2003,31(1):5-8

[19] 赵稼祥;碳纤维正在美国国防军工上的使用;[J] .高科技纤维取使用,2003,1:6~9

[39] 曾志安,,唐玉生.氰酸酯树脂正在高机能印刷电板中的使用概况[J]中国塑料,2003,17(5):19

[32] 包建文,唐邦铭,陈祥宝.环氧树脂取氰酸酯共聚反映研究[J].高学报,1999(2):151-155

PAA最次要的长处是玻璃化温度极高,烧蚀沉现性好,高温力学机能连结率高。美国宇航公司用T300和PAA制做的复合材料试件。室温基层间拉伸强度为5.3MPa,400℃时降为1.4MPa;尺度碳/酚醛(FM5055)制做的室温层间拉伸强度仅为4.2MPa;260e时已下降到0.3MPa[1]。我国华东理工大学已能制备出使用于航天范畴的耐烧蚀PAA树脂,树脂成碳率达85%。航天四院43所进行了聚芳基乙炔树脂成碳率、复合工艺机能、力学机能等方面的摸索性研究,试验表白,碳/聚芳基乙炔复合材料成碳率、耐烧蚀机能远远优于迄今已使用的碳/酚醛复合材料。目前存正在的次要问题是PAA的多苯环布局所惹起基体性脆以及PAA取碳布浸湿性差带来的复合材料层间力学机能欠安。

而我国目前仅控制金属飞机的研制能力,复合材料只能少量地用正在飞机辅件上,正在从布局上的使用还需要进一步预研。这就比如是空客、波音曾经能用钢筋水泥制房子,而我国仅控制全套的用“秦砖汉瓦”制房子的法子,现正在才起头学着利用钢筋水泥。更要命的是,用于飞机的复合材料我国现正在还需要进口,特别是像T800如许普遍使用的飞机复合材料我国还不会出产。

[41] 陈平,唐忠鹏,.覆铜板用环氧树脂的改性研究进展[J]纤维复合材料,2003,20(3):6

正在树脂基复合材猜中,环氧树脂(EP)是巡航导弹弹体布局所用复合材猜中最次要的基体材料,正在所有树脂基复合材料布局中所占的比例高达90%。但跟着飞翔速度的提高,超声速巡航导弹研究的日益深切,目前树脂基复合材料的研究沉点已由环氧树脂向双马来酰胺(BMI)、聚酰亚胺(PI)树脂、氰酸酯树脂转移。Bryte公司比来开辟了一系列氰酸酯树脂基体,玻璃化改变温度达335℃,短时工做温度达300℃,能够取代BMI和聚酰亚胺,氰酸酯树脂已成为将来布局/功能一体化的无力候选材料,能够做为超声速巡航导弹复合材料舵面和弹体凡是选用的树脂。

采用芳喷鼻族二胺和BMI树脂共改性环氧树脂正在耐热性、力学机能、介电机能保相对不变的同时,改善其工艺性和韧性。环氧、二胺、双马来酰亚胺取7628M玻璃布复合板的机能见表4。以二氨基二苯甲烷、双马来酰亚胺树脂配合改性的环氧树脂正在常温下为棕色通明液体(溶剂为二甲基甲酰胺),正在室温下存放时间长;以此树脂为基体系体例得的玻璃纤维布预浸料具有优良的储存不变性;复合材料具有优异的力学机能、耐热性、耐湿热机能和介电机能,可普遍地使用于高机能布局材料范畴。