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热塑性复合材料

橡胶参考资料 1995年第3期25卷 54-54页

作者：刘霞

据说,一种未补强的、润滑的聚苯撑硫化物(PPS)热塑性复合材料具有高冲击强度、伸长率和优异的耐化学性,并理想地广泛用于汽车、商用机械和工业用零件中。Lubricomp OL—4040 HI 是由20%PTFE润滑和高冲击改性的 PPS 热塑性复合材料,

关键词：热塑性复合材料润滑性高冲击强度伸长率硫化物冲击改性聚苯撑补强汽车工业用

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热塑性复合材料感应植入焊技术研究进展

材料工程 2023年第7期51卷 22-32页

作者：任荣李文强陈浩张承双刘思扬沈阳航空航天大学材料科学与工程学院沈阳110136 西安航天复合材料研究所西安710025

热塑性复合材料(TPC)感应植入焊(IIW)是一种利用TPC层合板搭接区域植入的电磁感受加热元件在高频交变磁场作用下自发热,使界面区域热塑性树脂熔融黏合,从而实现TPC结构连接的新技术。该技术具有操作简单、绿色高效、非接触等优点,近30... 详细信息

热塑性复合材料(TPC)感应植入焊(IIW)是一种利用TPC层合板搭接区域植入的电磁感受加热元件在高频交变磁场作用下自发热,使界面区域热塑性树脂熔融黏合,从而实现TPC结构连接的新技术。该技术具有操作简单、绿色高效、非接触等优点,近30年来受到工业部门的广泛关注。本文围绕TPC的IIW焊接工艺,系统地介绍产热机理、加热效应、工艺参数等对焊接头质量的影响;重点阐释了引起焊接区域温度不均匀的原因,提出了调控焊接区域温度分布的方法,揭示温度场均匀性与焊接头质量的关系;最后讨论了在参数优化中缺少准确的产热传热温度场模型以及实际生产中缺少适配大型TCP结构焊接专门设备的问题,为IIW技术的未来发展方向提供了一定的指导。

关键词：热塑性复合材料感应植入焊产热机理温度场均匀性

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热塑性复合材料自动铺放工艺参数分析与优化

复合材料学报 2018年第5期35卷 1149-1157页

作者：宋清华刘卫平肖军陈萍杨洋陈吉平上海飞机制造有限公司上海201324 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

热塑性复合材料自动铺放原位成型(AFP)技术是高效低成本制造大型复合材料构件的关键,而自动铺放过程中工艺参数的选取及控制精度对成型构件的性能有较大影响,因此为保证原位成型后成型构件的性能,需分析自动铺放工艺参数对成型构件性能... 详细信息

热塑性复合材料自动铺放原位成型(AFP)技术是高效低成本制造大型复合材料构件的关键,而自动铺放过程中工艺参数的选取及控制精度对成型构件的性能有较大影响,因此为保证原位成型后成型构件的性能,需分析自动铺放工艺参数对成型构件性能的影响并对其进行优化。本文基于热塑性复合材料自动铺放平台,以连续玻璃纤维增强聚丙烯(GF/PP)预浸纱为原料制备复合材料层合板,以层合板的力学性能为优化目标,根据响应曲面法原理设计试验,分析热气温度、热压辊压力及冷压辊压力各工艺参数及其耦合作用对层合板力学性能的影响,建立各工艺参数与层合板力学性能的二次多项式回归方程预测模型,通过预测值与实际值对比等检验分析,验证回归模型的有效性和可靠性,进而获得热塑性复合材料AFP最优工艺参数组合为热气温度为385℃、热压辊压力为0.3 MPa、冷压辊压力为1.1 MPa。

关键词：热塑性复合材料自动铺放成型(AFP) 原位固结工艺参数力学性能

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热塑性复合材料自动纤维铺放装备技术

复合材料学报 2016年第6期33卷 1214-1222页

作者：宋清华肖军文立伟王显峰潘杰黄晓川南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

基于热塑性复合材料(TPC)自动纤维铺放(AFP)原位固结技术,开展热塑性复合材料AFP装备技术研究,分析AFP平台的功能需求,提出平台总体规划方案,设计开发热塑性复合材料自动铺丝头,并提出预浸纱张力控制方案、精确送纱及温度闭环控制方案... 详细信息

基于热塑性复合材料(TPC)自动纤维铺放(AFP)原位固结技术,开展热塑性复合材料AFP装备技术研究,分析AFP平台的功能需求,提出平台总体规划方案,设计开发热塑性复合材料自动铺丝头,并提出预浸纱张力控制方案、精确送纱及温度闭环控制方案。在此基础上,设计AFP系统可行性验证实验,证明方案的可行性和平台的实用价值。结果表明:本实验平台针对热塑性复合材料铺放特点,优化张力与铺放速度匹配,实现预浸纱动态恒张力铺放,确保成型构件质量;实验平台调控铺放速度与送纱协调,实现精确定位,保障成型构件尺寸;建立了铺放速度与加热功率、热流分布关系,实现高精度温度场分布控制。虽AFP成型构件的力学性能比热模压成型构件的力学性能低约20%,但为热塑性复合材料AFP装备技术的广泛应用奠定了基础。

关键词：热塑性复合材料自动纤维铺放原位固结控制方案力学性能

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热塑性复合材料原位成型过程铺层间结合强度

航空学报 2019年第4期40卷 259-267页

作者：宋清华刘卫平刘小林刘奎杨洋陈吉平上海飞机制造有限公司上海201324

连续纤维增强热塑性复合材料自动铺放原位成型可以实现结构件在制造过程中一次成型,而不需进入热压罐后处理,属于"非热压罐"制造技术,故原位成型过程中铺层间的结合强度将直接决定最终结构件的性能。通过建立铺层间紧密接触模型及高温... 详细信息

连续纤维增强热塑性复合材料自动铺放原位成型可以实现结构件在制造过程中一次成型,而不需进入热压罐后处理,属于"非热压罐"制造技术,故原位成型过程中铺层间的结合强度将直接决定最终结构件的性能。通过建立铺层间紧密接触模型及高温高压下分子链扩散模型,预测原位成型过程中铺层间的结合强度与成型工艺参数之间的关系,对原位成型工艺参数进行优化,并通过试验验证模型的正确性。试验结果表明,模型预测结果与试验结果基本相符,通过计算发现,压辊压力达到1 500N时,铺层间的紧密接触度才能达到1;通过提高升温速率的方式缩短分子链的扩散时间;原位成型试片的层间剪切强度(ILSS)仅达到热压罐成型的70%左右,因此还需对原位成型试片性能的其他影响因素进行分析。

关键词：热塑性复合材料原位成型紧密接触分子链扩散结合强度

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热塑性复合材料中的高分子吸附包覆现象

化工学报 2009年第2期60卷 476-482页

作者：张朝施勇晖戴干策华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

通过对三相复合材料PP/GF/PA66、PP/GF/PET、PP/GB/PA66、PP/GB/PET以及PP/PA66/PET的力学性能和微观形貌的比较分析,研究了三相复合材料的界面吸附现象。实验结果表明,高分子的极性在多相体系的界面形成过程起着非常重要的作用。在熔... 详细信息

通过对三相复合材料PP/GF/PA66、PP/GF/PET、PP/GB/PA66、PP/GB/PET以及PP/PA66/PET的力学性能和微观形貌的比较分析,研究了三相复合材料的界面吸附现象。实验结果表明,高分子的极性在多相体系的界面形成过程起着非常重要的作用。在熔融加工时,极性高分子能优先吸附包覆在极性无机填料或极性高分子表面;三相体系中的极性优先吸附包覆作用改善了无机填料和高分子基体之间的界面结合,使材料的力学性能优于不存在优先吸附作用的三相体系的力学性能。此外,通过比较分析复合材料组分之间的界面张力,从界面能的角度解释了多相复合材料中的优先吸附包覆现象。

关键词：吸附包覆极性非极性热塑性复合材料

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热塑性复合材料夹芯结构熔融连接研究进展

复合材料学报 2022年第7期39卷 3044-3058页

作者：杜冰刘后常潘鑫秦唯铭陈立明重庆大学航空航天学院非均质材料力学重庆市重点实验室重庆400030 重庆科技学院冶金与材料工程学院纳微复合材料与器件重庆市重点实验室重庆401331

面芯界面性能是复合材料夹芯结构发挥其力学/多功能优势的关键,热塑性树脂具有可熔融再造的特点,使热塑性复合材料夹芯结构(TPCSS)可在不引入新材料的前提下,形成连续可靠的面芯界面。对近年来热塑性复合材料夹芯结构熔融连接研究进展... 详细信息

面芯界面性能是复合材料夹芯结构发挥其力学/多功能优势的关键,热塑性树脂具有可熔融再造的特点,使热塑性复合材料夹芯结构(TPCSS)可在不引入新材料的前提下,形成连续可靠的面芯界面。对近年来热塑性复合材料夹芯结构熔融连接研究进展进行了梳理,总结了常见构型与所用材料,重点归纳了主要的熔融连接方法,包括热板焊接、模压成型、连续热压、面芯共编和增材制造等。基于国内外研究和应用现状,展望了熔融连接热塑性复合材料夹芯结构的未来发展趋势和应用前景。

关键词：热塑性复合材料夹芯结构熔融连接面芯界面力学性能

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热塑性复合材料自动铺放过程中温度场研究

材料工程 2018年第1期46卷 83-91页

作者：宋清华肖军文立伟王显峰范珏雯石甲琪南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

自动铺放成型技术可以实现热塑性复合材料逐层"原位固结",在加工制造大型零部件、提高生产率、降低制造成本方面具有巨大的潜力。由于温度历程对复合材料构件成型质量有较大影响,本工作通过ANSYS软件模拟热源随铺放头移动、铺放过程中... 详细信息

自动铺放成型技术可以实现热塑性复合材料逐层"原位固结",在加工制造大型零部件、提高生产率、降低制造成本方面具有巨大的潜力。由于温度历程对复合材料构件成型质量有较大影响,本工作通过ANSYS软件模拟热源随铺放头移动、铺放过程中预浸料不断被铺叠到底层预浸料上,获得复合材料铺层的温度场分布情况。同时构建基于WinCC flexible的温度场在线测量系统,对铺层温度进行在线采集和存储。实验结果表明,在铺放成型过程中,每一层预浸料的温度曲线出现多个峰值,且随着热气温度的升高,每层峰值温度逐渐增加,热气温度越高,铺层间峰值温度差越大,热电偶测量结果与仿真结果相差越小。通过对实验结果中的峰值温度与有限元模拟结果进行对比,证明了有限元仿真模型的正确性。研究结果表明,随着铺放速率的加快,每层峰值温度逐渐降低,为满足成型要求,当热风枪出口处热气温度最高为600℃时,最大铺放速率为1.2m/min。

关键词：热塑性复合材料自动铺放有限元温度场

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热塑性复合材料纤维铺放工艺的研究进展

材料工程 2012年第2期40卷 91-96页

作者：韩振宇李玥华富宏亚邵忠喜哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

热塑性复合材料由于其良好的可焊接性、可循环利用性、抗化学腐蚀性,特别是短时间内就可加工成型等特点,在未来航空航天构件制造领域有着广阔的应用前景。纤维铺放过程中涉及一系列的物理现象,涵盖传热学、热力学、结晶动力学,牛顿流体... 详细信息

热塑性复合材料由于其良好的可焊接性、可循环利用性、抗化学腐蚀性,特别是短时间内就可加工成型等特点,在未来航空航天构件制造领域有着广阔的应用前景。纤维铺放过程中涉及一系列的物理现象,涵盖传热学、热力学、结晶动力学,牛顿流体力学等学科及这些学科的交叉领域。本文以上述学科的相关知识为理论依据,对纤维铺放工艺中的加热工艺,冷却工艺,铺层间强度,纤维铺放压力和残余热应力五方面内容,通过分析其理论模型的建立和求解方法,介绍和讨论了纤维铺放过程中与最终产品质量相关的基体材料结晶度、铺层间紧密接触程度、铺层间熔合度等关键问题及其中涉及的铺放温度、铺放速率、铺放压力等主要工艺参数。同时,本文还总结了国外的研究成果和研究进展,指出其中存在的一些问题,并对今后纤维铺放工艺的研究方向进行了展望。

关键词：热塑性复合材料纤维铺放加热工艺冷却工艺铺层间强度残余热应力