学术论文
单束玻纤增强环氧树脂复合材料吸水规律的理论与实验
2016-04-05  浏览:93
       为评估先进复合材料在湿热环境下长期服役性能,根据Fick第二定律和C.Grave研究结果,建立了树脂基复合材料热水老化扩散控制阶段的吸水率一时间一温度三者间的理论模型(1);在56、66、76、96℃热水中,测定了单束玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的吸水率,确定了理论模型中的参数,建立一个可预测吸水率的计算式(2);在实验结果的基础上,对式(1)进行了修正,提出了一个真正意义上的吸水率一时间t一温度三者关系模型(3),并对单束玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的吸水率进行了拟合评估。

       纤维增强树脂基复合材料具有良好的机械性能、热性能和电性能,因此广泛应用于航空、电子和民用产品中,但较大的吸水性是影响复合材料性能的重要因素。因此,从20世纪70年代起,人们对聚合物及其复合材料的吸水与机理进行了广泛研究,以求对策。研究表明,温度也是影响树脂基复合材料吸水率和吸水机理的环境因素,吸水过程分两个阶段:在第一阶段,水分子的扩散速率决定吸水率,因此称为扩散控制阶段;在第二阶段,基体结构网络的松弛速率决定吸水率,因此称为松弛控制阶段。针对湿热环境和地理位置的航空航天材料寿命评估为背景,首先依据Fick第二扩散定律研究了复合材料热水老化扩散控制阶段吸水率一时间一温度三者间的关系;然后通过实验求出模型中的参数,建立了一个可预测吸水率的理论计算式,并考察了理论预测吸水率与实验结果的拟合性。

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