【环氧板】复合材料的制备工艺

环氧板复合材料根据增强体的增强方式可分为单向、双向及多向3种。单向碳(碳复合材料，一维方向上的强度显著提高，其他方向的裁度比较薄弱。两向增强的环氧板复合材料在织物平面内的强度较高，在其他方向上的性能很差，各向增强的碳(碳复合材料甚至可实现各向同性。通过选择合适的纤维种类、控制纤维方向及该方向上的体积含量、纤维间距、基体密度和工艺参数，可以得到预期性能的碳碳复合材料。环氧板复合材料的制备过程主要包括增强体碳纤维及其织物的选择、基体碳先驱体的选择线方同碳/碳复合材料预成型体的成型工艺、碳基体的致密化工艺以及最终产品的加工与检测等。

1)环氧板纤维的选择
复合材料的性能首先取决于碳纤维的质量。环氧板纤维的选择依据:材料用途、使用环境以及得到易于渗碳的预制件。用做结构材料时选择高强度和高模量的纤维，纤维的模量越高，复合材料的导热性越好;密度越大，热膨胀系数越低。要求热导率低时，则选择低模量的碳纤维。一束纤维中通常含有1000~10000 根单丝，纱的粗细决定着基体结构的精细性。有时为了满足某种编织结构的需要可将不同类型的纱合在一起。碳纤维纱上涂覆薄涂层的目的是为编织方便和改善纤维与基体的相容性，但经表面处理后的环氧板纤维与基体的界面结合不能过好，否则会使复合材料呈脆性断裂。故要选择合适的上
胶股料和纤维织物的预处理，以保证碳纤维表面具有合适的活性。

2)环氧板纤维编织结构的设计
按产品的形状和性能要求，先把环氧板纤维成型为所需结构形状的毛坯，以便进步进行碳复合材料的密化工艺。单向(1D)地增强可在一个方向上得到最高拉伸强防度的碳/碳复合材料。双向(2D) 编织物常采用正交平纹和8枚缎纹碳布的问距、纱的尺寸、每个方向上纱的百分含量、纱的充境饭编织物的性能决定于相邻两股纱织物的强度较高。三间(3D)织物的两个正交方向上纤维是直的，第三方向上纤维有弯曲三向织物的性能也与纱束的粗细、相邻纱的间距、纱的充填效率以及每个方向上纱的百分含量有关。纱越细，它们的间距也越小。多向编织技术能够根据载荷进行设计,保证复合材料中纤维的正确的排列方向及每个方向上的纤维的含量。最简单的多向结构是三向正交结构。环氧板纤维按三维直角坐标轴不y z排列，形成直角块状预制体。对基本的3D正交结构进行适当修改可得到4D、5D、 7D和1ID增强织物结构。5D 结构是在3D正交结构的基础上沿x平面增加两个增强方向，使其在xy面内士45°方向具有新的增强效果。为了强化3D正交结构，增强平面间材料的性能，可由3个正交方向和4个对角线增强大方向组成7D结构。7D结构如果去掉其最基本的3D正交增强向，即可得到4D结构，而3D正交结构同时增加4个对角线向和4个对角面向将产生种基本各向同性的11D增强织物结构。随着编织向的增多，改善了三向编织物的非轴线向的一致，提高了剪切强度，降低了材料的膨胀系数，但材料性能，使材料的各部分性能脸且材料的最大纤维体积分数也降低。

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