树脂基体对碳纤维导电复合材料温敏特性的影响开题报告
2020-04-24 09:41:33
1. 研究目的与意义(文献综述)
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备:以短切碳纤维和短切玻璃纤维制成短切混杂纤维作为功能相,选用不同耐热能力的6种热固性树脂(不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并恶嗪树脂和氰酸酯树脂)作为基体相,用模压成型的方法制成碳纤维树脂基导电复合材料。
材料表征:对合成的碳纤维树脂基导电复合材料进行形貌分析和电学性能测试,通过冷场发射扫描电子显微镜对试样断面进行扫描分析,并采用数字多用表(美国泰克公司,Keithley 2700)对材料的伏安特性和温敏特性进行测试和评估。
2.2 研究目标
1、掌握模压成型制备碳纤维树脂基导电复合材料的方法;
2、采用形貌分析和电学性能测试技术,分析树脂基体的种类、用量和固化程度对导电复合材料温敏特性的影响;
3、提出树脂基体对导电复合材料温敏特性的影响的一般规律。
2.3 技术方案
1、将质量分数3%的短切碳纤维与质量分数3%的短切玻璃纤维(碳纤维占总纤维百分含量为2%~50%)在打浆机中(以水为分散剂)分散均匀,得到短切混杂纤维原丝,再将短切混杂纤维原丝在铜网上抽滤,充分干燥后得到片状纤维毡,将纤维毡烘干备用。选用的6种树脂体系,采用如下表格中的固化技术。
不饱和聚酯树脂 | 过氧化甲乙酮 环烷酸钴固化体系 |
乙烯基酯树脂 | 过氧化甲乙酮 环烷酸钴固化体系 |
环氧树脂 | 酸酐固化体系和芳香胺固化体系 |
双马来酰亚胺树脂 | 热固化, 烯丙基化合物 丙酮混合稀释 |
苯并恶嗪树脂 | 活性固化促进剂AMEX462 |
氰酸酯树脂 | 热固化 有机锡促进体系 |
2、采用模压成型的方法制备不同树脂基体的导电复合材料,流程如下:
3、性能测试:
①导电复合材料形貌分析:采用冷场发射扫描电子显微镜对试样断面进行扫描分析,观察短切碳纤维和短切玻璃纤维的分散程度和搭接情况。
②伏安特性测试:将试样与直流稳压电源相连,调节直流电源的电压,用数字多用表记录试样两端的电流。
③温敏特性测试:
a.等温延时测试:将试样置于烘箱后,调节烘箱温度至特定温度,通过数字多用表记录试样不同保温时间内电阻值的变化。设置保温温度,通过保温过程中试样体积电阻率的变化检验试样的热稳定性。
b.升温测试:将试样置于烘箱中,使用数字多用表记录试样的温度和电阻值。从0 ℃开始升温,升温至30℃时保温1.5 h,然后每次升温10 ℃,每个温度保温45 min,测试至180 ℃。测试过程每隔5min采集一次试样的温度和电阻值。
c.升温-降温循环测试:将试样置于烘箱中,使用数字多用表记录试样的温度和电阻值。从室温开始升温至120 ℃,保温1.5 h,使试样稳定。保温结束,关闭烘箱,使试样降温1 h至室温。记一次升温降温为一次温度循环,连续重复温度循环测试4次。测试过程每隔5 min采集一次试样的温度和电阻值。
④树脂基体测试:
a.树脂基体的Tg测试。
b.树脂基体或复合材料的热膨胀系数的测定。
3. 研究计划与安排
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 鲁学林.碳纤维导电复合材料温敏特性和应力敏感特性研究[d].武汉:武汉理工大学, 2009.