2.5D石英编织体增强酚醛树脂的研究开题报告
2020-04-24 09:38:56
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着科技的不断进步,航空航天技术不断提高,从20世纪初第一架带动力的、可操纵的飞机完成了短暂的飞行,到50年代中期第一颗人造地球卫星发射成功,再到今天的空间站的建成,航空航天领域的发展可以说是突飞猛进,与此同时,对所使用材料的性能也提出了新的要求。比如飞机尾喷管,火箭头锥等,这些部件不仅工作温度高,且结构特殊,在飞行过程中受力情况相对复杂。这就要求材料既能够耐高温烧蚀,又具有较强的力学性能。
酚醛树脂固化后因其芳香环结构和高度交联而具有优良的耐热性,因此目前使用的耐高温、耐烧蚀复合材料常选用可瓷化酚醛树脂基。但在力学性能方面,传统的可瓷化酚醛树脂基复合材料没有沿厚度方向的增强纤维,导致复合材料的层间剪切性能较差,为了使材料在厚度方向、横向的全方位增强,大幅度提高材料的抗层间剪切能力,增强纤维从二维结构发展到三维结构。但是异形结构织物的编织具有较大难度,且采用传统的手工编织和半机织生产,无法满足航天、航空、军事及民用领域的广泛应用,因此为了克服异性型面编织的困难,提出了2.5d编织型增强体。
2.5d编织相对于传统的二维编织,能够使各层增强纤维结合在一起,大大提高了材料的层间剪切性能,而且成功解决了3d编织技术成本高、生产周期长等缺点,为降低复合材料分层失效的发生和传播提供了一个很有前途的解决方案。李杰等人对2.5d石英/酚醛树脂复合材料的力学性能和烧蚀性能进行了研究,发现2.5d石英/酚醛树脂复合材料的拉伸、压缩、弯曲强度和模量在0°、45°、90°三个方向都有较理想的性能数据,并且三个方向的数据没有较大的差距,具有良好的整体力学性能,此外在烧蚀过程中,没有出现层压板烧蚀中出现的分层和剥蚀现象,说明2.5d石英/酚醛树脂复合材料拥有一个整体结构,具有较好的烧蚀性能,是一种较好的抗烧蚀、防热材料。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的主要内容
(1)2.5d石英编织体增强酚醛树脂复合材料预浸料的制备
通过浸渍法制备预浸料,并运用控制变量法,改变酚醛树脂胶液和石英纤维编织体的配比,制备不同胶液含量的预浸料。
3. 研究计划与安排
2018.02.22-2018.03.01:查阅相关文献资料,完成好英文翻译。
2018.03.02-2018.03.15明确研究内容,了解研究所需原料、仪器及设备。确定技术方案,并完成开题报告。
2018.03.16-2018.04.20:按照设计方案,制备2.5d石英编织体增强酚醛树脂复合材料。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] xuan lixin, liu yong, chen zhaofeng.mechanical behavior and microstructure characterization of 3d stitched quartzfibers-reinforced silica composites[j]. journal of wuhan university oftechnology, 2014, 29(1):5-8.
[2] wu y m, zhang f q, song n, et al.[study on the mechanical properties of quartz fiber-reinforced composite forcanal post][j]. shanghai kou qiang yi xue = shanghai journal of stomatology,2006, 15(3):304.
[3] chengdongli, jianxunzhu, yongliu, etal. mechanical properties and microstructure of 3d sinking woven quartzfiber-reinforced silica composites by silicasol-infiltration-sintering[j].journal of the textile institute proceedings amp; abstracts, 2012,103(11):1189-1196.