湿法分层缠绕T700/环氧复合材料微波固化工艺及性能

作者：李梦颖; 肖军^*; 还大军; 王兴邦; 杨潇; 焦洋

来源：复合材料科学与工程, 2021, (12): 89-94.

DOI：10.19936/j.cnki.2096-8000.20211228.014

• 固体火箭发动机壳体
• 碳纤维复合材料
• 湿法分层缠绕工艺
• 微波固化
• 热固化
• 力学性能

针对大厚度固体火箭发动机壳体制造周期长的缺点,本文提出分层缠绕微波预固化工艺。以固化度为依据,结合壳体缠绕规律及微波吸收效率,筛选出[90°2/±20°]的分层缠绕基元。分层缠绕中需经多次微波辐射,考虑热传导或弱微波效应对已缠绕层固化度的影响,制定出升温速率为5℃/min、由室温升至90℃的微波预固化工艺,后处理采用热固化:160℃保温1 h。在微波固化试样制备时间(均不考虑降温时间)比热固化缩短近一半的情况下,T700碳纤维复合材料微波固化与热固化试样力学性能基本一致:微波固化层合板拉伸强度为1.84 GPa,热固化层合板拉伸强度为1.76 GPa;微波固化层合板弯曲强度为1.20 GPa,热固化层合板弯曲强度为1.17 GPa;微波固化NOL环拉伸强度为2.94 GPa,热固化NOL环拉伸强度为3.08 GPa;微波固化NOL环层间剪切强度为76.1 MPa,热固化NOL环层间剪切强度为75.6 MPa。扫描电镜照片表明,两种固化方式下纤维-基体界面结合良好。由于微波固化不依赖于热传导或热对流,因此可以在较短的时间内达到与热固化试样相当的力学性能。

• 单位
  南京航空航天大学