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碳纤维/环氧树脂复合材料加速热氧老化研究

作　者: 何纯磊
导　师: 于运花
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料学
关键词: 碳纤维环氧树脂复合材料热氧老化使用寿命
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文采用失重率测试、静态力学性能测试、红外光谱分析、TGA热重分析法、DMTA动态热机械分析等手段研究了T700-CF/828+TDE-85复合材料体系在高于Tg和低于Tg两种加速热氧老化条件下的失重率、力学性能、结构组成、以及热解活化能方面所发生的变化,最后由Flynn—Wall—Ozawa法计算了材料于常温条件下的寿命。研究结果表明,复合材料的失重率在老化初期迅速下降,之后趋于平衡,平衡失重率随老化温度升高而增大；材料的剪切强度保留率随老化时间的变化表现出复杂的趋势,由于老化过程中增强和破坏两种作用的相互影响,在Tg上下温度的老化过程中,材料的剪切强度均在老化前期出现上升,后期则一直呈下降趋势；从DMTA的结果可知,复合材料在热氧老化过程中发生脆化,导致Tg升高,且升高幅度随老化温度增加而变大。为了验证Flynn—Wall—Ozawa法计算材料寿命的正确性,采用不同升温速率的TGA分析,对材料的初始活化能以及不同老化阶段的活化能进行了计算,经比较发现,不同老化阶段的活化能变化幅度不大,因此用Flynn—Wall—Ozawa法计算材料老化寿命是合理的,本研究中以5%失重为失效条件,计算出材料的老化寿命为37.541年。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-25
  1.1 碳纤维/环氧树脂复合材料的性能和实际应用  11-13
  1.2 碳纤维/环氧树脂复合材料热氧老化的研究现状  13-25
    1.2.1 碳纤维/环氧树脂复合材料热氧老化机理  13-16
    1.2.2 材料老化方法的选择  16-20
    1.2.3 材料老化寿命预测  20-25
第二章实验部分  25-29
  2.1 材料  25
  2.2 热氧老化试验  25
  2.3 性能测试  25-29
    2.3.1 老化失重测试  25
    2.3.2 静态力学性能测试  25
    2.3.3 DMTA测试  25-26
    2.3.4 红外分析  26-27
    2.3.5 TGA分析  27-29
第三章结果与讨论  29-55
  3.1 复合材料的老化失重分析  29-30
  3.2 复合材料力学性能的变化  30-33
  3.3 复合材料Tg的变化  33-35
  3.4 红外谱图分析  35-38
  3.5 微观形貌变化  38-39
  3.6 复合材料的降解动力学  39-55
第四章结论  55-57
参考文献  57-61
致谢  61-63
研究成果及发表的学术论文  63-65
作者及导师简介  65-66
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  66-67

碳纤维/环氧树脂复合材料加速热氧老化研究

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