热塑性复合材料构件的制备及其在航空航天领域的应用
2020-08-04胡记强张涵其刘安康
宇航总体技术 2020年4期
胡记强,王 兵,张涵其,刘安康
(哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨 150001)
0 引言
随着人类科技的快速发展,航空航天、武器装备等高精尖领域越来越受到人们的重视,寻找一种轻质、高模量、高强度的材料已经成为许多科研工作者的研究方向[1-2]。纤维增强树脂基复合材料能够结合单个组份材料的特性来提高其性能或扩展其功能。与传统材料相比,它们具有强度高、质量小、耐高温、耐腐蚀等优点。纤维增强树脂基复合材料根据树脂基体的不同,主要分为热塑性树脂基复合材料和热固性树脂基复合材料。其中热塑性树脂是高分子量聚合物,不同于热固性树脂,加工后不形成刚性的三维交联化学结构,而是一种物理状态的变化。这使得热塑性树脂易于再熔融和再成型,但传统热固性树脂是无法实现的。正是由于此原因,热塑性树脂作为先进复合材料的基体,目前已成为纤维增强树脂基复合材料研究的主流。有关热塑复合材料的制造方法可以利用其再熔融和再成型的特点,可以实现不同于热固性复合材料的制备和加工方式,特别是实现修复和连接。
与常规的纤维增强热固性复合材料(如环氧树脂)相比,纤维增强热塑性塑料的优势[3]有:1)轻质高强。热塑性复合材料的密度(1.1~1.6 g/cm3)仅为钢材的1/5~1/7,比热固性复合材料轻 1/2~1/4,具有较高的比刚度和比强度。 2)无限的保质期。由于热塑性树脂不会通过化学反应固化,因此不必将其存储在冰柜中。……
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