Cf-改性環(huán)氧復合材料低溫界面性能及液氧相容性研究.pdf

1、未來航天器的發(fā)展主要以低成本、高運載能力為目標,例如,低成本航天器(ELV)、比如單級入軌(SSTO)、可重復使用飛行器(RLV)等。要達到這個目標首先要解決的是結構減重問題,而液氧貯箱是飛行器主要的結構部件之一,也是減重的關鍵部件。碳纖維復合材料(CFRP)屬于各向異性材料,具有抗疲勞性優(yōu)良、破壞后無二次損傷的特點,從誕生起便在航空航天領域獲得飛速的發(fā)展。因此發(fā)展復合材料液氧貯箱是航天器實現(xiàn)減重目標的關鍵技術之一。本文對復合材料在液氧

2、(183℃)低溫條件下的界面性能、層間斷裂韌性、液氧相容性進行研究,希望能為復合材料液氧貯箱在低溫下的使用性能和可靠性提供理論基礎和技術支持。
　　通過對樹脂體系與碳纖維動態(tài)接觸角測試,研究結果表明樹脂膠液能夠較好地潤濕纖維,形成良好的界面粘結,并且固化反應過程中,在120℃溫度保持1h對纖維和樹脂的潤濕起到了很好的促進作用。
　　采用微滴脫粘法對復合材料界面強度進行表征,結果發(fā)現(xiàn)在低溫條件下界面強度(IFSS)會有明顯的提

3、高。利用Scheer-Nairn脫粘模型的剪滯方程計算了微滴脫粘的能量釋放率(Gdc),結果證明IFSS的提高以及熱應力都可以導致Gdc的提高。通過對三元體系碳纖維復合材料II型層間斷裂能量釋放率(GIIc)的測試發(fā)現(xiàn),低溫條件下GIIc有明顯的提高,通過對比Gdc與樹脂的沖擊強度認為深冷下GIIc的提高主要是由于界面強度的提高帶來的更高的破壞能。
　　復合材料液氧沖擊敏感性測試結果顯示單次以及重復2次沖擊結果液氧敏感系數(shù)(IRS