【摘 要】
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碳纤维树脂基复合材料具有良好的力学性能,兼具轻量化、安全性、舒适度和可靠性等优异性能,是航空航天领域轻量化最为理想的材料。论文通过树脂传递塑模（RTM）工艺制备以LT-5028和692-9G环氧树脂为基体;以24K-T300平纹碳纤维编织布为增强体的复合材料。通过树脂本征特性检测、工艺优化、力学性能以及热氧老化试验,选定最优的RTM工艺参数、并研究其高温环境下的性能。两种环氧树脂的固化放热峰面积较
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碳纤维树脂基复合材料具有良好的力学性能,兼具轻量化、安全性、舒适度和可靠性等优异性能,是航空航天领域轻量化最为理想的材料。论文通过树脂传递塑模（RTM）工艺制备以LT-5028和692-9G环氧树脂为基体;以24K-T300平纹碳纤维编织布为增强体的复合材料。通过树脂本征特性检测、工艺优化、力学性能以及热氧老化试验,选定最优的RTM工艺参数、并研究其高温环境下的性能。两种环氧树脂的固化放热峰面积较大,放热明显,说明固化剂的用量合适;LT-5028树脂经冷却后二次升温发现DSC谱图无固化放热峰,692-9G树脂经冷却二次后再升温发现DSC谱图无固化放热峰,证明体系已经充分固化。24K-T300碳纤维在升温过程中DSC曲线呈现平稳上升的趋势,无明显波峰,说明碳纤维表面没有经过表面改性剂的改性。预实验表明最优RTM工艺注射压力为2.5MPa,注射速度为40ml/min。力学试验表明:24K-T300/LT-5028碳纤维树脂基复合材料的拉伸强度为439.04MPa,弯曲强度为459.17MPa,24K-T300/692-9G碳纤维树脂基复合材料拉伸强度为493.13MPa,弯曲强度为530.68MPa。断口形貌说明RTM优化工艺达到了增强体的丝束之间、纤维布之间树脂与纤维界面的充分润湿。拉伸断裂过程主要有三种吸能方式:碳纤维的断裂、环氧树脂的脆性断裂和碳纤维与环氧树脂的界面破坏,都起到阻碍碳纤维复合材料断裂的作用。热氧老化后表面形貌图及断口形貌图发现热氧老化会对碳纤维和树脂表面及界面的粘结性造成损伤。通过热氧老化试验后失重率发现,复合材料中水分的流失是造成碳纤维复合材料的失重的主要原因,老化前期主要为物理老化,老化后期的老化方式变为化学老化。高温环境对24K-T300/692-9G碳纤维树脂基复合材料力学性能影响较小,对24K-T300/LT-5028碳纤维树脂基复合材料力学性能的影响较大,随着热氧老化时间的延长,其力学性能都呈现下降趋势。DMA图谱发现两种碳纤维复合材料随着温度升高,储能模量和损耗模量随着老化时间皆先上升后下降;随着老化时间增加,损耗因子tanδ峰和损耗模量峰皆向高温方向移动,且玻璃化转变温度增大。研究表明,树脂692-9G较树脂LT-5028更具备在高温下服役的条件。
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