大型客机碳纤维环氧复合材料防火特性研究

发布时间：2020-07-25 13:35

【摘要】：近年来,随着航空业的高速发展,为了追求更高的经济性、安全性和舒适性,碳纤维环氧复合材料在大型客机中的应用逐渐提高。而大多数碳纤维环氧复合材料的基体材质在高温下是容易燃烧的,在燃烧过程中会释放出大量浓烟和毒性物质。这给人们生命财产和飞机的飞行安全造成严重威胁。由热重实验分析可知,环氧树脂是T800层间增韧环氧树脂碳纤维单向带热解反应过程中第一、二阶段主要受热分解的物质,T800碳纤维为第三阶段的热解的主要物质。在4个逐渐增大的升温速率下都呈现出类似的现象,每个升温速率下的三个阶段中初始热解温度、终止热解温度和最大失重速率也都向更高温度方向移动,热解温度范围也变大,失重率也随之变大。从热解动力学计算可知,T800层间增韧环氧树脂碳纤维单向带的热稳定性高于环氧树脂基体。结合这两种材料的扫描电镜微观形貌图和锥形量热测试可知,T800层间增韧环氧树脂碳纤维单向带的燃烧物质是环氧树脂,环氧树脂的燃烧趋势和蔓延速度受到T800碳纤维有效的遏制,延迟了T800层间增韧环氧树脂碳纤维单向带点燃、放热和达到热释放速率峰值的时间。将温度提升至1069K时,T800复合材料的质量损失速率、烟释放速率、火势增长指数和放热指数均明显较低,火灾危险性和热损害相对较小。T800层间增韧环氧树脂碳纤维单向带的阻燃机理主要是覆盖层阻燃。该复合材料在在较高温度下受热分解并生成较为稳定的炭层,覆盖于复合材料表面,使燃烧过程中产生的热量难以传入材料内部,起到防火阻燃的效果。
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V258.3
【图文】：

本文的技术路线

前言本文采用热重—差热同步分析仪、锥形量热仪、水平和垂直燃烧测定仪、高温定仪、烟密度箱和 FESE 扫描电镜[26]等设备仪器对环氧树脂基体和 T800 层间树脂碳纤维单向带的燃烧特性进行研究，探究 T800 层间增韧环氧树脂碳纤维防火性能，为我国民用航空发展及适航符合性验证提供数据支持。本章主要介样品的制备、实验方案以及实验原理。实验样品的制备1 T800 层间增韧环氧树脂碳纤维单向带的制造本文所采用的实验样品为 C919 大型客机垂尾的主要结构，为 T800 层间增韧环纤维单向带，该高强度 T800 复合材料经 12 道工序制造而成。其铺层分为角度强碳纤维层，共 20 层，且铺层角度分别为：0°、0°、45°、90°、-45°、0°、90°、-45°、0°、0°、-45°、0°、45°、90°、0°、-45°、90°、45°。

环氧树脂基体制备流程演示图

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 新型;;宁波材料所在制备高导热环氧复合材料方面取得进展[J];化工新型材料;2019年12期

2 ;宁波材料所在制备高导热环氧复合材料方面取得进展[J];热固性树脂;2019年06期

3 张军科;;浅析环氧复合材料界面层的特点及应用[J];合成材料老化与应用;2015年06期

4 万蕾;孙璐;李晶;杨耀东;;碳/环氧复合材料横管开裂失效分析[J];失效分析与预防;2015年04期

5 沈登雄;李志生;刘金刚;杨士勇;;碳/环氧复合材料层间增韧研究进展[J];宇航材料工艺;2013年04期

6 高禹;徐晋伟;王伯臣;董尚利;包建文;;空间环境与碳/环氧复合材料交互作用的研究现状[J];航空制造技术;2012年15期

7 王影;谢国君;韩露;;碳/环氧复合材料管失效分析[J];失效分析与预防;2012年04期

8 谢小林;权红英;李志鹏;王高潮;张建超;;钻孔与冲击对碳/环氧复合材料电阻影响的计算模型[J];航空材料学报;2010年01期

9 沃西源;涂彬;夏英伟;李静;;影响模压成型碳/环氧复合材料制件性能的因素分析[J];航天返回与遥感;2009年03期

10 顾健;武高辉;赵骁;;高阻尼空心微珠/环氧复合材料的制备及性能研究[J];功能材料;2007年05期

相关会议论文 前10条

1 张树光;张向东;李永靖;;玻纤/环氧复合材料锚杆杆体的研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

2 张玉生;王洋;黎昱;;碳纤维/环氧复合材料高速撞击特性研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

3 靳武刚;高建军;;碳/环氧复合材料吸胶工艺研究[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年

4 沃西源;郭际;;碳/环氧复合材料波导研制[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年

5 沃西源;谭放;章令晖;;碳/环氧复合材料电池壁板的研制[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年

6 龙宪海;王汉功;阳能军;;碳/环氧复合材料三点弯曲过程声发射特性研究[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年

7 陈萍;盛磊;孙东华;;多孔纳米TiO_2改善碳/环氧复合材料空间环境性能的试验研究[A];复合材料——基础、创新、高效：第十四届全国复合材料学术会议论文集（下）[C];2006年

8 党旭佞;党嘉立;蒋元兴;;大型碳环氧复合材料网格锥壳结构成型技术研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（上册）[C];2001年

9 张永强;唐小松;陶彦辉;谭福利;;热-力载荷下碳纤维/环氧复合材料的断裂行为及特性研究[A];第16届全国疲劳与断裂学术会议会议程序册[C];2012年

10 王玉果;王玉林;万怡灶;赵强;李宝银;韩雅静;;三维编织碳纤维/环氧复合材料的制备与性能研究[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年

相关重要报纸文章 前2条

1 燕子;美国Norplex-Micarta公司 推出高温绝缘环氧复合材料[N];中国纺织报;2011年

2 唐明军;复合材料：其他航天国家怎么用[N];中国航天报;2015年

相关博士学位论文 前8条

1 文思维;硼/环氧复合材料补片修复含中心裂纹铝合金厚板研究[D];国防科学技术大学;2008年

2 郑楠;纳米相层间增韧碳纤维/环氧复合材料研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

3 马克明;RTM成型碳/环氧复合材料非平衡浸润过程与界面性能调控[D];大连理工大学;2011年

4 荆祥海;展开结构用形状记忆环氧复合材料的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

5 季家友;芳纶Ⅲ表面改性及其与环氧复合体系的结构与性能研究[D];武汉理工大学;2012年

6 成焕波;碳纤维/环氧复合材料的超临界流体回收机理及工艺研究[D];合肥工业大学;2016年

7 陈玉;环氧复合材料快脉冲真空闪络特性研究[D];西安交通大学;2008年

8 谢小林;基于电阻法碳布增强环氧树脂复合材料损伤自诊断的研究[D];武汉理工大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 吴鹏;大型客机碳纤维环氧复合材料防火特性研究[D];沈阳航空航天大学;2019年

2 吕超;火灾环境下碳纤维/环氧复合材料火反应特性[D];沈阳航空航天大学;2019年

3 杨晓翔;空心玻璃微球/环氧复合材料隔热性能数值模拟与实验研究[D];武汉理工大学;2018年

4 史美慧;AA2024铝合金的电偶腐蚀行为及缓蚀剂影响研究[D];沈阳工业大学;2019年

5 何辉永;碳纤维/环氧复合材料低温层间增韧研究[D];大连理工大学;2018年

6 寇长珍;碳纳米管—玻璃纤维共掺杂改性环氧复合材料绝缘及导热性能研究[D];西安理工大学;2018年

7 沈典宇;环氧复合材料的制备及导热性能研究[D];昆明理工大学;2017年

8 王雅苓;微量纳米相对环氧树脂的改性作用研究[D];华侨大学;2017年

9 冯雅静;典型碳纤维环氧复合材料抗火焰烧穿特性研究[D];沈阳航空航天大学;2018年

10 杨美华;海洋环境下碳纤维环氧复合材料加速老化试验研究[D];沈阳航空航天大学;2011年

本文编号：2769893