连续纤维

摘要： 针对连续纤维增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料增材制造中的界面结合差、制件精度不高等技术瓶颈,基于多热力场耦合作用下的连续纤维增材制造成型工艺,实现了典型样件的3D打印制备。基于正交实验设计,并通过微观形貌表征和力学性能测试,探究了喷头温度、打印速度和分层厚度对打印制件的表面粗糙度和弯曲性能的影响规律,获得连续纤维增强PEEK复合材料增材制造成型优化工艺参数。结果表明,分层厚度对表面粗糙度、弯曲强度和弯曲弹性模量具有显著影响,而打印速度和喷头温度对力学性能和成型精度影响较小。分层厚度越小,打印道间结合质量越好,成型制件表面粗糙度越小,弯曲弹性模量和弯曲强度越高。最优工艺参数为喷头温度390°C、打印速度2 mm/s和分层厚度0.4 mm。经试验验证,最优工艺参数下表面粗糙度达到最小为24.99μm,弯曲弹性模量和弯曲强度分别达到最大为57.05 GPa和355.07 MPa。

摘要： 为克服传统模内混合注射成型制品力学性能较低、界面结合效果差、注塑层易脱离等缺点,采用模内包覆注射成型工艺,以网格状硬质预浸料为增强体预制件和高流动性聚丙烯(PP)为基体制备了连续纤维增强PP复合材料(CFRT-PP)。通过单因素实验研究注射速度、保压压力、模具温度和熔体温度等工艺参数及预制件层数对试样力学性能的影响,从微观角度解释基体与预制件间界面结合情况。研究表明,适当增加注射速度、保压压力、模具温度和熔体温度有利于熔体渗透纤维间隙,提高浸渍程度及基体与预制件间界面结合效果和力学性能,但过高的熔体温度会使PP纤维过多熔融和纤维间隙减小,导致试样力学性能下降。在4层预制件下成功制备了力学性能优异、界面结合强度高、包覆质量良好的“钢筋混泥土”结构的CFRT-PP制品,其拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和层间剪切强度为196.43MPa,187.91MPa,110.935kJ/m^(2)和21.49MPa。

摘要： 连续纤维增强复合材料因轻质、高强等优点被广泛应用于航空航天等领域,提高复合材料层间强度的方式主要有改善树脂基体性能、增加法向材料和层间增韧等。层间增韧方法是一种将纤维、颗粒及薄膜等作为增强相嵌入连续纤维复合材料层间,以达到层间增强效果的方法。采用层间增韧方法无须改变现有的工艺方法,实现过程容易,并且增强效果明显。综合成本、技术难度等方面因素,层间增韧方法为一种切实可行、效果明显的层间增强方法。本文综述了纤维增强复合材料层间增韧技术的最新研究进展,将复合材料层间增韧技术的研究分为纤维层间增韧、纳米材料层间增韧、颗粒层间增韧、薄膜层间增韧等,可为提升纤维复合材料层间性能及纤维复合材料得到更广泛的应用提供支撑。

摘要： 从宏观与微观两个角度对电致形状记忆复合材料的形状记忆过程及机理进行阐述,详述了基于不同导电填料如纳米颗粒、连续纤维、短切纤维以及复合填料的电致形状记忆复合材料研究现状及其物理共混、原位聚合、冷冻干燥等制备方法。从均匀的导体单元、导体与基体之间的接口黏结以及导电网络结构等3个方面分析了电致形状记忆复合材料的导电机理并从微观结构上对纳米级的导电网络以及离子通道现象进行了概述。详细介绍了其在航空航天、生物医疗、纺织领域、电子半导体等领域的最近研究工作,并展望了电致形状记忆复合材料发展前景。

摘要： 为提高熔丝制造(FFF)工件的机械强度,降低各向异性,提出一种3D连续编织路径规划方法。采用连续纤维增强丝材作为打印材料,设计了1个8层循环结构,利用3D打印机喷嘴挤出丝材生成经纬纱线,控制FFF平台在z方向的运动,生成类似3D编织的连续沉积路径,不同层的纤维相互交错和嵌入以实现相邻切片平面之间的互锁,以提高层内与层间的连接强度。这种循环结构支持连续的路径规划,因此能够在常规三轴FFF平台上进行制造,具有广泛的适用性。通过与标准样品进行对比,验证了编织结构的合理性和可行性。实验表明,3D连续纤维编织打印路径能够支持不同结构的填充,并能够有效降低由于材料分层沉积产生的机械性能的各向异性,提高具有复杂结构打印件的可靠性。

摘要： 2022年3月21日,中国科学技术大学的俞书宏院士团队在Matter上发表了一篇题为“Biomimetic discontinuous Bouligand structural design enables high-performance nanocomposites”的新研究。课题组将贝壳珍珠母中的非连续结构特性引入到纤维布利冈结构中,提出了非连续布利冈结构设计的概念,依托发展的可控组装离散纳米纤维的新方法,制备了具备高损伤容忍能力的仿生非连续纤维布利冈结构纳米复合材料,该工作对于未来研制高性能结构材料提供了启示。论文通讯作者是俞书宏、高怀岭;第一作者是陈思铭。

摘要： 探讨连续纤维增强天线罩预制体的技术进展。针对导弹天线罩必须具备良好的耐高温、透波、耐腐蚀等性能要求,介绍了天线罩材料从纤维增强复合材料、陶瓷到陶瓷基复合材料的发展情况,阐述了连续纤维增强天线罩预制体的缠绕、针刺、铺层、3D编织、2.5D结构等成形方式,简述了连续纤维增强预制体在天线罩上的应用现状。认为:陶瓷纤维在高马赫数导弹天线罩应用优势突出,3D编织、2.5D结构对提高天线罩力学性能将起到关键作用;我国要提高纤维生产及加工能力,加强预制体生产过程中在线检测环节,提高复合材料天线罩工程化能力。

摘要： 连续纤维热塑性复合材料(CFRTP)拥有优异的力学性能、抗疲劳性和设计灵活性,在航空航天、汽车、能源和海洋工程等军民领域具有广泛应用。为了满足大规模高效低成本制造的需求,可在CFRTP产品开发阶段使用仿真模拟手段代替昂贵的“试错”实验。本文详细概述了CFRTP热成型模拟仿真的各类仿真方法研究进展,总结了各类方法的优势及其局限性。最后展望了CFRTP热成型模拟仿真的国内未来研究重点及发展趋势。

摘要： 采用连续碳纤维增强聚苯硫醚(CCF/PPS)预浸丝材为原料,通过3D打印制备出不同工艺参数条件下的弯曲试样和层间试样。采用扫描电镜、显微CT、差示扫描量热仪、弯曲性能和层间性能等测试方法对3D打印CCF/PPS复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明,打印制品相邻打印层之间的界面、相邻打印线条之间的界面、孔隙结构和结晶结构都对打印制品的弯曲性能和层间性能有重要影响。当打印层厚为0.2 mm、沉积空间为0.40 mm~2,并采用后热处理时,打印制品可获得最高为699 MPa的弯曲强度和43.32 MPa的层间剪切强度,在连续纤维增强热塑性复合材料3D打印研究领域处于领先水平。

摘要： TiAl合金具有低密度、高比强度及优异的高温性能等特点,成为航空航天领域极具发展潜力的轻质高温结构材料。然而,TiAl合金在室温下断裂韧性较低及800°C以上时热稳定性不佳等问题限制了该合金的应用,解决这些难题的重要方向之一是发展TiAl基复合材料。介绍了近年来国内外对TiAl基复合材料研究的进展情况,主要包括颗粒、连续纤维及改性涂层纤维增强增韧TiAl基复合材料的研究,并对未来TiAl基复合材料的发展方向提出展望。

摘要： 连续纤维增韧碳化硅基复合材料(SiC-CMC)可以满足覆盖长寿命、有限寿命和瞬时寿命热结构领域的应用和考核要求,如航空发动机的热端部件、航天飞机再入热防护系统和火箭发支机的喷管等.在这三种应用领域,SiC-CMC的使用温度分别是1650°C、2000°C和2800°C.为了改善SiC-CMC复合材料的性能,界面层是非常必要的.首先,界面层可以纤维与SiC基体的界面结合强度,从而实现复合材料的断裂行为出脆性向人的转变.其次,在制造过程中界面层可以保护纤维不受制造环境的影响.最后,界面层可以减少出于纤维与SiC基体之间很大的热膨胀失配引起的界面应力产生的损伤.目前适应最广泛的界面层材料是热解碳(Pyc)和氮化硼(BN).化学气相沉积(CVI)是SiC-CMC最理想的制造方法,不仅适合制造界面层,也适合制造SiC基体.通常PyC界面层和SiC基体是用丙烯和三氯甲基硅烷(MTS)为先驱体,在纤维预制体中沉积获得的.由于纤维丝之间的孔隙比纤维束之间的孔隙直径小一个数量级,SiC-CMC中密度梯度是不可避免的.低温低压下,CVI过程是由反应性气体在孔隙是的扩散速度控制的,因而复合材料中的密度梯度较小.否则,CVI过程是由反应性气体的反应速度控制的,因而密度梯度较大.因此,制造SiC-CMC一般采用低压化学气相沉积(LPCVI).沉积条件,包括温度、压力、H、Ar流量及H/MTS比,对CVI制造SiC-CMC的影响很大.所有这些工艺因素都与复合材料的密度、密度梯度和致密化速度有关,而这三个特征参数可以用来描述复合材料的性能.除了工艺参数以外,物理场和化学场是CVI工艺制造参数可以用来描述复合材料的性能.除了工艺参数以外,物理场和化学场是CVI工艺制造高性能SiC-CMC非常重要的因素.前者降低复合材料的密度同时增加密度梯度,而后者改变PyC界面层的形貌同时损伤纤维,因而两者均降低复合材料的性能.SiC-CMC具有很多优异的性能.①以裂纹不敏感,在正常压力水平下不会发生灾难性的损毁.②使用涂层可以增加复合材料在1000°C以上的防氧化性能,使用玻璃封填剂可以增加复合材料在1000°C以下的防氧化性能.只有涂层和封填剂的复合材料可以满足1500°C以下有限寿命的要求.③热震对复合材料的性能影响很小.从100°C到1300°C热震100,此以后强度损失小于8﹪.④SiC-CMC是一种理想的抗烧蚀材料,特别是在2000°C以下比其他材料抗烧蚀性能更好.PyC界面层的厚度对于控制这些性能具有重要的作用.西北工业大学研制了四种SiC-CMC复合材料并对性能进行了系统的测试.结果表明,性能居国际先进水平.西北工业大学也研制了多种构件并成功地进行了试车考核.

摘要： 本文对SFCB增强海砂混凝土梁的短期性能和海水干湿循环下SFCB增强海砂混凝土梁的长期性能进行了试验研究,并和同等条件下的钢筋增强海砂梁进行了对比研究.试验结果表明,SFCB增强海砂混凝土梁具有良好的力学性能,并表现出了明显的二次刚度.在经历长期干湿循环后,与钢筋海砂梁相比,SFCB增强海砂混凝土梁拥有更优秀的耐腐蚀性能.

摘要： 钢-连续纤维复合筋(SFCB)是一种在钢筋外侧包覆高耐久性的纤维复合材料(FRP)而形成的复合筋,充分利用钢筋和FRP筋各种性能特征的优势互补,具有高模量、高耐久和低成本等综合优势,可以较好解决普通钢筋混凝土(RC)梁的腐蚀问题.本文基于纤维模型首先对SFCB增强混凝土梁试验荷载-位移曲线进行了较好模拟,进而开展了截面层次上的弯矩-曲率性能初步分析,研究了SFCB断裂应变、SFCB材性二次刚度比、截面高宽比和等效配筋率等指标对SFCB梁截面弯矩曲率的影响.发现了SFCB梁截面存在最大可能曲率和两个界限配筋率,推导并拟合了相关计算公式,研究结果可供SFCB梁工程设计参考.

摘要： 本文采用高性能工程塑料二氮杂萘联苯型聚芳醚砜酮(PPESK)为树脂基体,分别用连续碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维为增强材料,通过溶液浸渍、模压成型的方法制备了单向纤维增强PPESK树脂基复合材料.通过对复合材料的耐湿热性能及复合材料的弯曲强度、层间剪切强度对复合材料的界面性能进行了研究,并且采用扫描电镜对三种复合材料的断裂形态进行了分析.结果表明芳纶纤维和T700碳纤维/PPESK复合材料的耐湿热性能优于玻璃纤维/PPESK复合材料;复合材料的断裂形态电镜图表明芳纶纤维和T700碳纤维/PPESK复合材料的破坏不仅发生在界面,而且也发生树脂基体和纤维的破坏,而玻璃纤维/PPESK的破坏仅发生在纤维和树脂的界面,芳纶纤维和T700碳纤维和PPESK树脂基体的界面粘接性能优于玻璃纤维;界面粘接性能与三种纤维的前处理以及界面的键合有关.

摘要： 该文简述了连续纤维增强陶瓷材料的国内外研究发展情况，并讨论了研究BC基纤维层状复合材料的可行性及必要性，最后简单介绍了制备BC基纤维层状复合材料的关键技术。

摘要： 通过对具有不同厚度热解碳界面层的2D-C/SiC复合材料进行拉伸循环加卸载试验,获得了材料的拉伸迟滞应力-应变行为.基于剪滞理论,建立了单向纤维增强陶瓷基复合材料的迟滞力学模型,并应用于2D-C/SiC复合材料.将试验结果带入理论模型计算得到了表征材料组分性能的三个细观力学性能参数:热残余应力σth、界面脱黏能Γi和界面滑移力τ.计算结果表明,具有较厚界面层材料对应较小的热残余应力、界面脱黏能和界面滑移力.计算获得的材料细观力学性能参数具有较小的分散性,并能够准确表征材料整体的力学行为.

摘要： 通过对具有不同厚度热解碳界面层的2D-C/SiC复合材料进行拉伸循环加卸载试验,获得了材料的拉伸迟滞应力-应变行为.基于剪滞理论,建立了单向纤维增强陶瓷基复合材料的迟滞力学模型,并应用于2D-C/SiC复合材料.将试验结果带入理论模型计算得到了表征材料组分性能的三个细观力学性能参数:热残余应力σth、界面脱黏能Γi和界面滑移力τ.计算结果表明,具有较厚界面层材料对应较小的热残余应力、界面脱黏能和界面滑移力.计算获得的材料细观力学性能参数具有较小的分散性,并能够准确表征材料整体的力学行为.

摘要： 通过对具有不同厚度热解碳界面层的2D-C/SiC复合材料进行拉伸循环加卸载试验,获得了材料的拉伸迟滞应力-应变行为.基于剪滞理论,建立了单向纤维增强陶瓷基复合材料的迟滞力学模型,并应用于2D-C/SiC复合材料.将试验结果带入理论模型计算得到了表征材料组分性能的三个细观力学性能参数:热残余应力σth、界面脱黏能Γi和界面滑移力τ.计算结果表明,具有较厚界面层材料对应较小的热残余应力、界面脱黏能和界面滑移力.计算获得的材料细观力学性能参数具有较小的分散性,并能够准确表征材料整体的力学行为.

摘要： 通过对具有不同厚度热解碳界面层的2D-C/SiC复合材料进行拉伸循环加卸载试验,获得了材料的拉伸迟滞应力-应变行为.基于剪滞理论,建立了单向纤维增强陶瓷基复合材料的迟滞力学模型,并应用于2D-C/SiC复合材料.将试验结果带入理论模型计算得到了表征材料组分性能的三个细观力学性能参数:热残余应力σth、界面脱黏能Γi和界面滑移力τ.计算结果表明,具有较厚界面层材料对应较小的热残余应力、界面脱黏能和界面滑移力.计算获得的材料细观力学性能参数具有较小的分散性,并能够准确表征材料整体的力学行为.

摘要： 通过对具有不同厚度热解碳界面层的2D-C/SiC复合材料进行拉伸循环加卸载试验,获得了材料的拉伸迟滞应力-应变行为.基于剪滞理论,建立了单向纤维增强陶瓷基复合材料的迟滞力学模型,并应用于2D-C/SiC复合材料.将试验结果带入理论模型计算得到了表征材料组分性能的三个细观力学性能参数:热残余应力σth、界面脱黏能Γi和界面滑移力τ.计算结果表明,具有较厚界面层材料对应较小的热残余应力、界面脱黏能和界面滑移力.计算获得的材料细观力学性能参数具有较小的分散性,并能够准确表征材料整体的力学行为.

摘要： 本发明提供一种连续玻璃纤维制造用漏板，其能够使来自漏板的蒸发物减少，从而形成牢固且高精度的玻璃纤维。在连续玻璃纤维制造用的漏板1中，利用附设于漏板板4的喷嘴6以使熔融玻璃G流出而形成玻璃原丝F，在除了喷嘴6的外周面和端面之外的漏板板4的外表面上形成有使用了陶瓷、玻璃陶瓷以及玻璃材料组中的任一种材料的覆膜7。在连续玻璃纤维制造用漏板的制造方法中，使用漏板1，一边监视漏板板4的外表面和纺丝状况一边制造复合材料用玻璃纤维。漏板1的制造方法具有：组装漏板主体2的漏板主体形成工序；至少在组装了的漏板主体2的漏板板4的外表面上形成覆膜的涂覆工序；将形成的覆膜加热而形成致密构造的烧成工序。

摘要： 本发明公开一种连续的回收碳纤维的方法，包括以下步骤：步骤S10、通过加热空气或者裂解反应产生的高温烟气对热裂解炉膛下端加热以及对第一预热管和第二预热管进行预热；步骤S20、将废弃碳纤维增强树脂基复合材料由第一预热管吹入热裂解炉膛内，同时将固体超强酸颗粒由第二预热管吹入热裂解炉膛内；步骤S30、废弃碳纤维增强树脂基复合材料与固体超强酸颗粒在热裂解炉膛内汇合并接触反应，产生的有机气体与碳纤维在旋风分离器中进行分离，以回收碳纤维，有机气体通过引风机进入高温燃烧器中进行燃烧。本发明采用了固体超强酸替换流化沙粒，同时对进料以及预热方式进行了改进，使树脂基体均匀受热并催化分解，从而实现碳纤维资源的回收和再利用。

摘要： 本发明提供一种连续玻璃纤维制造用漏板，其能够使来自漏板的蒸发物减少，从而形成牢固且高精度的玻璃纤维。在连续玻璃纤维制造用的漏板1中，利用附设于漏板板4的喷嘴6以使熔融玻璃G流出而形成玻璃原丝F，在除了喷嘴6的外周面和端面之外的漏板板4的外表面上形成有使用了陶瓷、玻璃陶瓷以及玻璃材料组中的任一种材料的覆膜7。在连续玻璃纤维制造用漏板的制造方法中，使用漏板1，一边监视漏板板4的外表面和纺丝状况一边制造复合材料用玻璃纤维。漏板1的制造方法具有：组装漏板主体2的漏板主体形成工序；至少在组装了的漏板主体2的漏板板4的外表面上形成覆膜的涂覆工序；将形成的覆膜加热而形成致密构造的烧成工序。

摘要： 本发明公开了一种连续纳米碳纤维束的制备方法和连续纳米碳纤维布的制备方法，所述连续纳米碳纤维束的制备方法包括：(1)纺丝液配置：将高分子树脂或粉末溶解于溶剂中并充分搅拌，静置脱泡，得到均一纺丝体系，作为静电纺丝液；(2)前驱体纤维束的制备：以对所述静电纺丝液进行静电纺丝，得到连续的具有定向排列的原纤维束或原纤维包纱；(3)高温烧结制备纳米碳纤维束。所述连续纳米碳纤维束的制备方法可以得到连续的碳纳米纤维束，其具有直径、长度和微观结构可控的特点，可作为高性能复合材料增强纤维、超级电容器电极材料以及气体吸附材料，可以应用于航空航天、兵器、船舶和核工业等高技术领域。

摘要： 本发明公开一种连续的回收碳纤维的方法，包括以下步骤：步骤S10、通过加热空气或者裂解反应产生的高温烟气对热裂解炉膛下端加热以及对第一预热管和第二预热管进行预热；步骤S20、将废弃碳纤维增强树脂基复合材料由第一预热管吹入热裂解炉膛内，同时将固体超强酸颗粒由第二预热管吹入热裂解炉膛内；步骤S30、废弃碳纤维增强树脂基复合材料与固体超强酸颗粒在热裂解炉膛内汇合并接触反应，产生的有机气体与碳纤维在旋风分离器中进行分离，以回收碳纤维，有机气体通过引风机进入高温燃烧器中进行燃烧。本发明采用了固体超强酸替换流化沙粒，同时对进料以及预热方式进行了改进，使树脂基体均匀受热并催化分解，从而实现碳纤维资源的回收和再利用。

摘要： 本实用新型提供了一种纤维连续切割装置以及纤维连续切割设备，涉及纤维切割技术领域，该纤维连续切割装置包括机架、圆盘切割机构、挤压机构和动力连接机构，圆盘切割机构包括限位组件、多个切割刀和固定圆盘，动力连接机构分别可拆卸地连接于固定圆盘和机架并与固定圆盘同轴设置，固定圆盘的外缘均匀设置有多个刀架，多个切割刀一一对应地连接于多个刀架，限位组件连接于固定圆盘并与固定圆盘的外缘共同形成一容置环槽；挤压机构连接于机架并选择性地伸入容置环槽。本实用新型提供的一种纤维连续切割装置可以同时切割多处长纤维，大大提高了切割效率，且相邻切割刀之间的间距可提前设定，能够保证切割出的短纤维长度一致，大大提升了切割效果。

摘要： 本发明提供一种氧化铝质连续纤维片材的制造方法，经过如下步骤来制造：(I)将以铝化合物和硅化合物为主要成分的纺丝原液进行纺丝而得到氧化铝质纤维前驱体的步骤，(II)将上述氧化铝质纤维前驱体沉积在层集装置上以形成前驱体连续片材的步骤，(III)用切片机(1)切割上述前驱体连续片材的表面层以使其平滑的步骤，(IV)对上述前驱体连续片材通过针刺进行缠结处理的步骤，以及(V)将上述前驱体连续片材进行烧成的步骤；并提供至少一侧表面的摩擦系数的变动为10％以下的氧化铝质连续纤维片材。

摘要： 本发明涉及一种连续纤维复合材料，包括：连续纤维层、改性聚烯烃层和聚烯烃树脂层，并且涉及用于制备其的方法。

摘要： 连续纤维增强材料张紧装置具备：按压体(50)，其将套筒(S)向固定结构物(K)侧按压，并且具有供楔体(W)沿着连续纤维增强材料(C)可往复移动自如地移动的中空部(52)；筒状的托架(21)，其相对于该按压体(52)配置于套筒(S)的相反侧，在内壁面形成有突起部；圆柱状的旋转夹具(30)，其以在托架(21)内部往复移动自如的方式设置，与楔体(W)的端面卡合，并具有与键(23)卡合的螺旋状的键槽(33)，赋予绕连续纤维增强材料(C)的轴线的旋转力；活塞(40)，其将旋转夹具(30)的端面向固定结构物(K)侧按压，由此，即使在使用了在内壁面转印有连续纤维增强材料(C)的外表面且形成有与连续纤维增强材料(C)的外表面卡合的被卡合部的楔体(W)的情况下，通过使楔体(W)沿着连续纤维增强材料(C)移动，也能够可靠地固定于固定结构物(K)。

摘要： 本发明的连续纤维增强树脂复合材料包含连续增强纤维和热塑性树脂，其特征在于，连续纤维增强树脂复合材料在连续增强纤维与热塑性树脂的界面处的tanδ的峰值温度为80°C以上。