碳纤维增强聚酰胺_PA_CF_复合材料的研究进展2.pdf

年机械工程学会年会论文集

碳纤维增强聚酞胺!∀叼#∃%复合材料的研究进展

李能文黄虹李道喜

,
!重庆理工大学材料科学与工程学院重庆&∋%

摘要(碳纤维因其轻质和优异的机械性能,是理想的复合材料增强体。本文综述了国内外碳纤维增强尼
龙复合材料的研究现状,并针对近年来该材料的研究热点,对其界面性能、力学性能及摩擦性能
进行重点阐述。
关键词(尼龙)碳纤维)界面性能)增强增韧

∗+,−./012.3010−3/4567589−而+0:/−3;5.62;03/5<7512=01

>:八飞月?一≅己”石如朋?月协.?>ΑΒ−口ΧΔ2

,
!/580?056<−80血Ε/2Φ浅Γ.?Φ#丙口.?Η2.?Ι.2,031勿56=0/4.口崛另ϑ切.?Η2.?&次万Φ#4动−%

(,
∗;1=3−/=#−3;5.62;03105<;2.085≅≅02?4=−.+0Δ007=25.−8<0/4−.20−8735Κ03=801<−Λ2.?=40<2+0−8
Φ,
302.653/0<0.=16537589<0305<7512=0<−=032−81=4030/0.=−+−./0563010−3/42.=40/−3;5.62;03
302.653/0+Κ589−而+005<7512=01≅−130,20≅0+2.=4217−Κ03:.−/053+−.00≅2=4=4045=175=156=40

,、
3010−304=402.=032触00;04−,253<0/4−.21<−.+6320=25.735Κ03=20156=421=970<−=032−8≅030

Φ
0Δ75Ι.+0+
Μ09≅53+1(7ϑ89−而+0(/−8七5.62;03)2.=032泊/0;04−,253(302.653/0<0.=−.+=5Ι?40.2.?

。,
引言制造业的重要发展方向与研究课题自ΘΡ年
随着科学技术的不断进步,高新材料已经成日本大古杉郎开发出沥青基碳纤维,并用于产业

。
为全球战略发展的重点早在世界&年代美化生产,碳纤维开始军用向民用的过渡,并逐渐
国已经开始使用玻璃纤维增强不饱和聚酷材料应用于汽车等一般工业以代替金属材料,从而实

。
代替金属材料,以手糊成型工艺制备军用雷达罩现其产品的轻量化

。
和飞机油箱相对于玻璃纤维增强复合材料当前常用碳纤维增强树脂基复合材料仍以

,(,
!Ν∃∀7%碳纤维增强复合材料有如下优点比强热固性树脂8Σ为主特别是片状模塑料!ΕΤ#%相
、、
度比模量更高)导热性能耐高低温性能好)当广泛地用于汽车零部件的制造,尤其是在美国

。
线膨胀系数沿纤维轴向具有负的温度效应!即随和德国由于热固性树脂基复合材料存在着断裂

、、、
着温度的升高,有收缩的趋势%,可制成零膨胀复韧性较低抗损伤能力较差预浸料使用周期短

,、
合材料尺寸稳定性好)具有导电性阻尼性和制品加工周期长以及废料回收困难等缺点,迫使

。
自润滑性能等自Ο年代聚丙烯晴基!7∗Π%碳纤人们对现有的热固性复合材料进行增韧改性,与

,,
维实现工业化以来一系列高比模量和高比强度此同时人们也在寻找新的韧性材料作为基体树

。
的碳纤维增强复合材料!#∃∀7%相继被开发并被月旨

。
用于航空航天等尖端技术领域
随着化石能源的日渐减少和人们对生态环国内外研究现状
境的日益重视,节能减排已成为全世界共同努力近二十年来,由于汽车工业的快速发展和复

。
的目标“轻量化”是目前交通运输装备制造业节合材料在汽车材料应用领域的迅速扩大,热固性
能减排的重要手段之一,也是目前交通运输装备复合材料的有害气体挥发和废弃物回收问题显
年机械工程学会年会论文集

。、。
得尤为突出ΥΣ随着人类环境保护意识的白益增面结构与反应界面应力场分布及其他性能等
,“,,5−、Ι55ΦΦ
强在ς年世界碳纤维前景!08;85=8Λ1ΑΦ7−3Λ和ΨΑΦ苟<818对碳纤维表面进行臭氧
,,,
56#−3;5.∃2;03Ω5ς%会议上弗柏福奇公司复处理针对臭氧浓度和处理时间进行讨论复合
,,
合材料工程师迈克尔斯金纳指出从未来发展趋材料的界面性能用临界应力强度因子!Μ8/%和

,。
势看汽车设计者将更偏爱有利于回收和环保的临界能量释放率!Ν8/%进行表征通过∃8Χ’:∀!傅

。
热塑性复合材料Ξ年世界碳纤维前景会上更里叶变换红外分析%和Ζ7Ε!Δ射线光电子光谱
。
“”,,一、一、
将汽车上应用的前景作为&大专题之一ΥΡ分析%发现经过臭氧处理后ϑ[ϑ#二

,,、一
聚酞胺!7589−而+0简称7∗%俗称尼龙以#二ϑ#等含氧官能团粘附在碳纤维表面以提
、、、。
其机械强度高软化点高自润滑性加工流动高界面勃结度∃0;510,032.