CF_PEEK热塑性复合材料热成型及热变形工艺研究.pdf

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1、硕士学位论文CF/PEEK热塑性复合材料热成型及热变形工艺研究STUDYONTHERMALFORMINGANDTHERMALDEFORMATIONOFCF/PEEKTHERMOPLASTICCOMPOSITES张涵其哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TB33学校代码：10213国际图书分类号：620密级：公开工程硕士学位论文CF/PEEK热塑性复合材料热成型及热变形工艺研究硕士研究生：张涵其导师：吴林志教授申请学位：工程硕士学科、专业：材料工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位

2、单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB33U.D.C:620DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHERMALFORMINGANDTHERMALDEFORMATIONOFCF/PEEKTHERMOPLASTICCOMPOSITESCandidate：ZhangHanqiSupervisor：Prof.WuLinzhiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality

3、：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳及可设计性强等特点，广泛应用于航空、航天、汽车、能源等各个领域。其中，以树脂基复合材料为代表的复合材料在航空航天领域的应用最为广泛。随着航空航天领域对轻质及高强性能材料需

4、求的不断提升，传统的热固性树脂基复合材料已经不能满足现有的需求，因此，科学家将目光投向了拥有韧性好、疲劳强度高和冲击损伤容限高等特点的热塑性复合材料。但是热塑性树脂熔点高，熔化后熔体粘度大，使得热塑性复合材料的制备工艺存在困难。本文以CF/PEEK热塑性复合材料为原材料，开展关于其热成型及热变形工艺方面的研究。本文的主要研究包括以下方面：确定并优化热压工艺参数，将CF/PEEK复合材料预浸料制成复合材料层合板，测试其包括力学性能及热学性能在内的基本性能。利用水冷系统提高热塑性复合材料制备过程的冷却速率，

5、提高热塑性复合材料的制备效率，降低成型成本，测试不同冷却速率下热塑性复合材料结晶度及力学性能，讨论冷却速率对于复合材料力学性能的影响规律。在热塑性复合材料的成型过程中，经常会伴随材料热变形的发生。其中成型温度是影响热塑性复合材料热变形性能的重要因素之一。以连续纤维增强热塑性复合材料曲梁为典型结构，研究不同成型温度下制备的复合材料曲梁四点弯曲强度及最大层间应力，并利用有限元方法对复合材料曲梁四点弯曲强度及失效形式进行仿真及实验验证。分析成型温度对热塑性复合材料热变形性能的影响。关键词：热塑性复合材料；冷却

6、速率；热变形；复合材料曲梁；力学性能-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractCompositematerialsarecharacterizedbylightweight,highstrength,corrosionresistance,fatigueresistanceandstrongdesignableability,sotheyarewidelyusedinaviation,aerospace,automobile,energyandotherfields.Amongallthisc

7、ompositematerials,theresin-basedcompositeismostrepresentativeinaerospacefiled.Withthecontinuousimprovementoftherequirementsforlightweightandhighstrengthpropertiesmaterialsintheaerospacefield,thetraditionalthermosettingresinmatrixcompositescannolongermeet

8、theexistingrequirements.Therefore,scientistshaveturnedtheirattentiontothermoplasticcompositeswithgoodtoughness,highfatiguestrengthandhighimpactdamagetolerance.However,thermoplasticresinhashighmeltingpointandhighmeltviscosi