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首页> 中文期刊> 《材料导报》 >铺层方式对碳纤维预浸料不同温度下压缩特性的影响

铺层方式对碳纤维预浸料不同温度下压缩特性的影响

         
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采用预浸料制备复合材料制件的过程中存在对预浸料的压缩,包括铺放过程、固化前压实过程以及固化过程;预浸料压缩过程受树脂流动机理、孔隙生长与消除及工艺限制等因素的影响;探讨预浸料的压缩特性可以为其成型工艺优化提供理论支持。本工作研究了铺层方式对预浸料在不同温度下的压缩性能的影响,探讨压缩过程中树脂的流动机制,对压缩前后预浸料铺层内部的微观结构进行分析。结果表明,对于相同预浸料层数的预成型体,单向预成型体的厚度均为最小,准各向同性铺层次之,正交预成型体厚度均为最大;其次,在相同压力下,单向预成型体的厚度变化率最小,准各向同性铺层次之,正交预成型体的厚度变化率最大;这是由于单向铺层间束缚小,正交铺层相邻层间纤维方向不一致,准各向同性铺层兼具此两种压缩特性,包括部分相邻层纤维同向和部分相邻纤维层角度相差45°。加热温度高于70℃后单向铺层厚度变化很小,这是由于预成型体已经到达厚度压缩极限,厚度方向基本不再变化,预成型体宽度以及纤维体积分数也趋于平稳。初始状态下,预浸料间纤维松散,并自由排列,在受压时剪切作用力将导致层间挤压,树脂被压挤,纤维发生滑移;在高温时伴有树脂溢出现象,这是由于此时树脂粘度低并明显流动,树脂渗透流动主导,预成型体已经达到最高纤维体积分数;此时增加加压压力,可提高树脂压力从而抑制孔隙生长。

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