基于SLS的碳纖維/尼龍/樹(shù)脂三元復(fù)合材料新方法
責(zé)任編輯:傳說(shuō)的落葉 時(shí)間:2019-05-20 08:08
[導(dǎo)讀]基于SLS制備的高性能碳纖維/尼龍/樹(shù)脂三元復(fù)合材料新方法
熱固性短纖維增強(qiáng)聚合物(SFRP)復(fù)合材料具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、剛性和耐腐蝕性,是非常有前景的輕質(zhì)材料,已廣泛用于軍事,汽車(chē)和航空航天工業(yè)等領(lǐng)域。目前,主要制備方法為使用片狀模塑料(SMC)和塊狀模塑料(BMC)為原料進(jìn)行壓塑和注塑,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品精度良好,但制備周期長(zhǎng),生產(chǎn)成本高,還難以制造形狀復(fù)雜的零件。
華中科技大學(xué)快速制造中心首次提出了基于粉床激光增材制造(SLS)的碳纖維/環(huán)氧熱固性樹(shù)脂的制備成形一體化工藝,能夠克服上述缺點(diǎn),制備的復(fù)合材料具有三維連續(xù)碳纖維/尼龍(PA12)/樹(shù)脂(EP)三元結(jié)構(gòu),并表現(xiàn)出比大多數(shù)已報(bào)道的SLS材料更高的拉伸和彎曲強(qiáng)度。
從圖2.a,b可以看出,經(jīng)SLS工藝處理后,PA12聚合物粘結(jié)劑已完全熔化,將CF連接形成多孔結(jié)構(gòu),便于后續(xù)液體環(huán)氧樹(shù)脂的滲透填充。如圖2.c,d所示,填充后,EP基體與CF增強(qiáng)體相互滲透,形成三維連續(xù)結(jié)構(gòu)分散。其中,CF表面的PA12聚合物薄涂層有兩個(gè)作用:(1)在SLS過(guò)程中,在激光照射下,作為粘結(jié)劑將離散的CF連接成多孔CF預(yù)制件;(2)作為中間層,增加CF與EP基體之間的化學(xué)相互作用和潤(rùn)濕性。復(fù)合粉末中粘結(jié)劑PA12的相對(duì)含量決定了SLS素坯的初始強(qiáng)度和孔隙率。粘結(jié)劑越多,素坯的強(qiáng)度越高,孔隙率越低,滲透到復(fù)合材料中的環(huán)氧樹(shù)脂的量越少。研究表明,在足夠強(qiáng)度后處理的前提下,使孔隙率最大化的PA12最優(yōu)含量為25Vol%。
由圖3.a可見(jiàn),復(fù)合材料表現(xiàn)出典型的脆性破壞行為,斷裂表面具有剪切變形的粗糙形態(tài)。EP基體的變形和裂縫在不同方向上傳播(如箭頭所指),裂縫擴(kuò)展被類(lèi)似CF / PA12富集域阻擋并被迫改變軌跡,提高了復(fù)合材料的斷裂韌性和強(qiáng)度。在破壞表面上可以觀察到纖維拉拔,界面剝離和基體破壞這三種纖維破壞機(jī)制。對(duì)比其他幾種SLS制備的聚合物基復(fù)合材料更高的拉伸和彎曲強(qiáng)度可歸因于:(1)CF的均勻分布;(2)由機(jī)械聯(lián)鎖和化學(xué)相互作用引起的CF和EP之間良好的界面結(jié)合,如圖3.b。
參考文獻(xiàn):
Zhu W , Yan C , Shi Y , et al. A novel method based on selective laser sintering for preparing high-performance carbon fibres/polyamide12/epoxy ternary composites[J]. Scientific Reports, 2016, 6:33780.
供稿人:陳銳光、連芩 供稿單位:機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
- 分享到:
- 2020“潤(rùn)物無(wú)聲”泉州2020年07月09日
- 2020第二屆山西省文化2020年05月21日
- 3DXpert軟件,3D金屬打2020年01月16日
- 第四屆“震澤絲綢杯2020年01月16日
- 大連首屆國(guó)際原創(chuàng)設(shè)2020年01月16日
- 加熱不燃燒(HNB)電2019年09月10日
- 安徽省第六屆工業(yè)設(shè)2019年08月10日
- Nature:石英玻璃微加工2019年08月02日
- SOLIDWORKS軟件中的增材2019年08月02日
- 金屬3D打印隨形冷卻注2019年07月25日
您需要登錄后才可以發(fā)帖 登錄 | 立即注冊(cè)
- 用戶(hù)名:
- 密 碼:
- 驗(yàn)證碼: 看不清? 點(diǎn)擊更換
- 忘記密碼?
全部評(píng)論:0條
-
書(shū)包設(shè)計(jì)專(zhuān)題 三八婦女節(jié)禮品專(zhuān)題 結(jié)婚禮物專(zhuān)題 3dmax2013專(zhuān)題 展會(huì)設(shè)計(jì)專(zhuān)題 易拉寶設(shè)計(jì)專(zhuān)題 創(chuàng)意環(huán)保袋專(zhuān)題 畢業(yè)照創(chuàng)意專(zhuān)題 飛行動(dòng)物3d模型專(zhuān)題 創(chuàng)意婚禮請(qǐng)?zhí)O(shè)計(jì)專(zhuān)題 創(chuàng)意花瓶專(zhuān)題 創(chuàng)意雜貨專(zhuān)題 maya教程專(zhuān)題 創(chuàng)意發(fā)型專(zhuān)題 vray線(xiàn)框材質(zhì)專(zhuān)題 vray for sketchup下載專(zhuān)題 概念摩托車(chē)設(shè)計(jì)專(zhuān)題 植物燈設(shè)計(jì)專(zhuān)題 創(chuàng)意文化衫專(zhuān)題 vray玻璃材質(zhì)下載專(zhuān)題