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    188宝金博页面版: 树脂基复合材料耐海水性能研究进展

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    内容提示： 树脂基复合材料耐海水性能研究进展树脂基复合材料耐海水性能研究进展李明明， 王晓洁， 刘新东（ 西安航天复合材料研究所， 西安７ １０ ０ ２５）摘要： 树脂基复合材料以其轻质、 高强、 高模等特性广泛应用于航空航天、 海洋工业等领域。 本文介绍了近年来国内外关于树脂基复合材料耐海水性能的研究进展。 从纤维、 基体和界面三个方面分析了复合材料耐海水腐蚀原理， 综述了温度、 浸泡时间和孔隙率等因素对复合材料耐海水性能的影响， 最后提出了改善复合材料耐海水性能的途径。关键词： 树脂基复合材料； 海水腐蚀； 吸水率； 界面性能中图分类号： Ｔ Ｂ ３３２文献标识码： Ａ文章编号： １０ ０ ３一０ ９ ９ ９ （ ２０ １１）０ ...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：204 | 上传日期：2015-04-08 16:59:12 | 文档星级：
    树脂基复合材料耐海水性能研究进展树脂基复合材料耐海水性能研究进展李明明， 王晓洁， 刘新东（ 西安航天复合材料研究所， 西安７ １０ ０ ２５）摘要： 树脂基复合材料以其轻质、 高强、 高模等特性广泛应用于航空航天、 海洋工业等领域。 本文介绍了近年来国内外关于树脂基复合材料耐海水性能的研究进展。 从纤维、 基体和界面三个方面分析了复合材料耐海水腐蚀原理， 综述了温度、 浸泡时间和孔隙率等因素对复合材料耐海水性能的影响， 最后提出了改善复合材料耐海水性能的途径。关键词： 树脂基复合材料； 海水腐蚀； 吸水率； 界面性能中图分类号： Ｔ Ｂ ３３２文献标识码： Ａ文章编号： １０ ０ ３一０ ９ ９ ９ （ ２０ １１）０ ２一０ ０ ６０ 一０ ５●—ｊ■Ｉ——一ｌ刖舌纤维增强树脂基复合材料与金属、 陶瓷和塑料等传统材料相比， 具有高强、 高模、 轻质和耐腐蚀等特性， 在船舶工业、 海上油田和海军武器装备等海洋领域中具有十分广泛的应用前景， 近年来越来越受到国内外学者的重视…。 海水是自然界中数量最多而且具有很强腐蚀性的电解质溶液， 含有３． ２％～３． ７ ５％Ｎ ａ Ｃ ｌ等盐类， 溶解有氧和二氧化碳等气体，还有大量海生物， 正是海洋环境的多变导致了复合材料海水腐蚀机理的复杂性。 复合材料的海水腐蚀行为是材料在服役过程中的一个非常重要的问题，它将直接影响到复合材料的力学性能、 热性能、 电性能以及材料的使用寿命。 一般来说， 复合材料的耐海水腐蚀性能远好于钢铁等金属材料的， 但对复合材料海水腐蚀机理的研究还远不如金属材料成熟，由此限制了复合材料在海洋领域的应用和推广。 本文主要从原理上分析了纤维、 基体和界面对复合材料耐海水性能的贡献， 总结了温度、 浸泡时间和材料孔隙率等因素对复合材料耐海水性能的影响， 最后从原理和影响因素出发， 提出了改善复合材料耐海水性能的方法。２复合材料耐海水腐蚀原理树脂基复合材料由纤维、 基体和界面三部分组成， 各部分对复合材料耐海水性能的影响各不相同， 其中界面的影响最大。 由于基体与纤维的性能直接决定界面情况的好坏并最终影响复合材料的整体性能， 因此基体和纤维对复合材料耐海水性能的影响也很重要。 复合材料的海水腐蚀可以分为增强纤维的腐蚀、 基体树脂的腐蚀和界面的腐蚀三种。２． １增强纤维的海水腐蚀纤维作为树脂基复合材料的骨架材料， 是复合材料的主要承力部分， 海水环境会使增强纤维表面化学结构发生变化从而导致纤维破坏。 目前用于树脂基复合材料的增强纤维主要有玻璃纤维、 碳纤维和芳纶纤维三种， 碳纤维的耐海水性能最好， 玻璃纤维次之， 芳纶纤维最差。 这是因为芳纶纤维结构中存在大量易水解的酰胺键， 使得纤维易水解导致强度等性能下降； 此外， 芳纶纤维具有典型的“皮芯”结构， 水分子通过溶胀作用进入纤维表皮， 然后在扩散和极性基团吸附的共同作用下向芯部运动，但是由于芯部的高结晶度串晶聚集体结构， 水分子很难进入， 所以水分子就会破坏串晶聚集体之间的氢键作用， 最后导致纤维强度迅速下降。 因此， 耐海水腐蚀复合材料的增强材料以玻璃纤维和碳纤维居多。Ｈ ｕ ａ ｎ ｇＧ ｕ 旧１用玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂制成复合材料层合板， 对其进行海水浸泡实验， 发现复合材料吸水率随浸泡时间不断增加， １２０ ｄ 后平衡吸湿量为０ ． ５％， 且拉伸强度也在浸泡１２０ ｄ 后降到最低， 下降约２５％。 Ｆ ． Ａ ． Ｒ ａ ｍ ｉｒｅｚ【３１对比研究了Ｔ － ７ ０ ０碳纤维和Ｅ ?玻璃纤维及其复合材料在海水环境中的性能， 发现玻璃纤维的耐海水性能要比碳纤维差， 前者在６ ０ ℃海水中浸泡２ｄ 后， 强度下降５０ ％，而碳纤维在海水中则表现出惰性， 强度未有明显收稿１３期： ２０ １０ － ０ ６． １２作者简介： 李明明（ １９ ８ ５． ）， 男， 硕士， 主要从事高性能树脂基复合材料研究。Ｆ Ｒ Ｐ ／Ｃ Ｍ２０ １１． Ｎ ｏ ． ２万方数据

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