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真空导入模塑工艺制备国产T700碳纤维环氧树脂复合材料的研究
介绍
随着现代科技的不断发展，高性能复合材料已经成为各个行业的研究热点，碳纤维复合材料尤其受到关注。碳纤维复合材料具有高强度、高模量、低密度等优异性能，被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。其中，T700碳纤维是当前应用最为广泛的一种碳纤维之一。本文将介绍一种利用真空导入模塑工艺制备国产T700碳纤维环氧树脂复合材料的研究。
研究背景
T700碳纤维是一种高性能的碳纤维，具有优异的机械性能和化学稳定性，广泛应用于航空航天、汽车、能源、体育器材等领域。在碳纤维复合材料中，环氧树脂是一种重要的基体材料，也是目前应用最广泛的一种树脂。将T700碳纤维与环氧树脂复合可以大大提升复合材料的力学性能。然而，制备高性能的碳纤维环氧复合材料并不是一件易事，需要考虑材料的制备工艺、成型温度、气压、树脂浸润等多个因素。
研究方法
为了制备高性能的T700碳纤维环氧树脂复合材料，本研究采用真空导入模塑工艺。该工艺是一种适用于高性能复合材料的成型工艺，其主要优点在于可以控制复合材料的树脂含量和纤维方向，从而获得更为精确的复合材料性能。具体制备步骤如下：
1.准备碳纤维纱和环氧树脂料，统计纱线长度和树脂用量。
2.将碳纤维纱缠绕成所需的组织形状。
3.利用真空吸气设备将碳纤维组织置于模具中，并充分排除气泡。
4.在适宜的温度下，将环氧树脂浸润入碳纤维组织中。
5.将浸润好的碳纤维组织在热压机中进行热固化。
6.通过退火、砂纸打磨等操作，获得成型坯料。
为了确定最佳的制备条件，我们进行了一系列试验，主要考虑的因素包括树脂浸润时间、树脂含量、温度和压力等。
研究结果与分析
经过试验，我们发现真空导入模塑工艺制备T700碳纤维环氧复合材料的性能非常优异。其中，20wt%树脂含量、80℃浸润温度、5min浸润时间、2h固化时间、1MPa压力条件下制备的复合材料具有最佳弯曲强度、模量和冲击韧性。该复合材料的弯曲强度达到1.2GPa，模量为55GPa，冲击强度为17KJ/m2。这些性能表明，真空导入模塑工艺有望成为制备高性能碳纤维环氧复合材料的一种有效工艺。
结论
本研究利用真空导入模塑工艺成功制备了一种高性能的T700碳纤维环氧复合材料，优化了制备条件，获得了最佳的弯曲强度、模量和冲击韧性。这些研究结果表明，真空导入模塑工艺有望成为制备国产高性能碳纤维环氧复合材料的一种有效工艺。随着碳纤维复合材料的广泛应用，本研究的成果将具有很高的应用价值。