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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
本文针对航空装备应用国产碳纤维复合材料的迫切需求，首次系统地研究了国产碳纤维CCF300增强5428、QY8911-Ⅱ和QY9511三种改性双马树脂复合材料在湿热环境下纤维/基体界面性能的变化规律。首先，研究了71℃水浸环境下三种复合材料体系的吸湿行为，确定了该湿热环境下复合材料的饱和吸湿量和饱和吸湿时间。在此基础上确定了复合材料循环湿热处理的周期，并对循环湿热环境下复合材料的吸湿-脱湿行为进行了系统研究，结合扫描电镜对复合材料吸湿过程中纤维/基体的界面结合状态进行观察，揭示了循环湿热处理过程中复合材料吸湿行为参数（饱和吸湿量和扩散系数）的变化机理。研究发现，CCF300/5428材料与CCF300/QT8911-Ⅱ材料的吸湿行为属于“基体主导型”，而CCF300/QY9511材料的吸湿行为属于“界面主导型”。其次，研究了三种复合材料在湿热环境下宏观界面性能（层间剪切强度）随湿热处理时间的变化规律。为考察国产碳纤维复合材料在极端恶劣环境下的界面性能，分别以71℃水浸168小时（临近饱和吸湿时间）和336小时（饱和吸湿时间）为循环吸湿周期研究了三个循环湿热处理过程中复合材料的层间剪切性能和纤维/基体的界面结合状态；为模拟飞机的高温高湿服役环境，对经过循环湿热处理的国产碳纤维复合材料在高温环境下的层间剪切性能也进行了系统研究；为模拟飞机起飞后进入巡航飞行状态时的环境（120℃左右），对循环吸湿后的复合材料分别采用85℃和120℃进行脱湿处理研究了烘干后复合材料的层间剪切性能。研究发现，循环湿热环境对复合材料层间剪切性能的影响存在“饱和破坏点”，CCF300/5428与CCF300/QY8911-Ⅱ复合材料在水浸168小时第二次循环或水浸336小时第一次循环过程中达到“饱和破坏”， CCF300/QY9511复合材料水浸168小时第一次循环过程中即达到“饱和破坏”。在上述研究基础上，以复合材料71℃水浸不同时间的层间剪切性能实验数据为基础，分别采用水浸增塑模型、古尼耶夫半经验模型及其改进模型研究了国产碳纤维复合材料在加速湿热老化环境下的界面性能变化规律，以对湿热环境下国产碳纤维复合材料的界面性能进行预估。研究发现，利用水浸增塑模型的拟合结果，结合阿伦尼乌斯方法，可对复合材料的吸湿行为进行分类判别；适用于复合材料自然老化规律的古尼耶夫半经验模型也能较好的预测复合材料湿热加速老化性能，各模型的预估结果相差不大。最后，研究了经不同上浆剂处理的国产CCF300碳纤维增强复合材料在室温和高温环境下的层间剪切性能、弯曲性能以及破坏模式，以考察不同界面状态对复合材料力学性能的影响。研究发现，界面不仅对复合材料的吸湿行为有影响，而且对复合材料的层间剪切性能和弯曲性能也有影响，尤其是在湿热环境下，不同的界面状态对复合材料耐湿热性能的影响显著。碳纤维上浆剂除需满足良好的工艺性能和耐热性外，其与碳纤维和树脂基体在复合材料成型后形成的界面还必须具备优异的耐湿热性能才能更充分地发挥复合材料的性能。 |
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发表于 2022-8-21 20:25:38
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