本发明涉及碳纤维复合技术领域,具体的说,是一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料。
背景技术:
碳纤维增强树脂基复合材料(下文简称:碳纤维复合材或cfrp)是以碳纤维或碳纤维织物为增强体,以热固性或热塑性树脂为基体,经过合适的成型工艺所制备的层状复合材料。其兼并了碳纤维的高强度和树脂的低比重,具有高强度、高模量、低比重、耐高温、耐疲劳性好、热膨胀系数小、耐腐蚀性能好、可设计性强、成型性好等优点,被广泛应用于航空航天、导弹等国防科技领域;大型客机等民用航空领域;高速轨道交通、船泊、新型汽车等民用交通领域;以及体育用品、化工机械、电力设施、纺织机械和医疗器械等日常生活及工业生产领域,是目前世界上最先进的复合材料之一。
预浸料是由树脂基体在严格的控制条件下,通过浸渍碳纤维增强体制成的树脂基体与增强体组合物,可直接用以制造加工成各种复合材料构件,是制造生产cfrp材料的半成品,构成了cfrp材料的基本单元。
据估计,2020年全球碳纤维预浸料消费需求量为2.65亿平方米,预测到2025年将增涨至4.61亿平方米;全球碳纤维预浸料消费市场将从2019年的70亿美元增长到2024年的115亿美元,预测期内市场规模的复合年增长率为10.5%。就市场规模和用量而言,航空航天和国防行业占据了碳纤维预浸料市场的主要份额,这是得益于碳纤维预浸料出色的强度重量比,优异的耐腐蚀和抗疲劳性,高刚度等优点,可有效降低飞行器的整体重量,从而提高了飞行效率。此外,碳纤维预浸料还具有易加工、易运输以及保质期较长等优点,在汽车、体育和休闲、风电新能源等多个民用领域得到了广泛的应用。
由于碳纤维预浸料在用于生产cfrp制品时最普遍的加工方法为铺展层叠,使得cfrp制品内部结构层间存在着脆性较大的纯环氧树脂连接层,因而cfrp结构表现出层间结合强度较低、易发生分层破坏等缺点,严重影响了整体结构的稳定性和安全性。因此,对层间环氧树脂连接层的性能改良,增加其强度和韧性,成为提高cfrp材料结构力学性能以及抗冲击、抗分层能力的关键。
常见的cfrp层间增强方法包括短纤维增韧以及纳米粒子增韧。短纤维增是指将高强度、高韧性的短纤维均匀分布于cfrp层间树脂层中,当结构受力时,通过短纤维的桥连作用阻碍裂纹的产生与扩展,进而起到增强的作用;纳米粒子增韧是指通过加入刚性的纳米粒子提高环氧树脂的断裂韧性、抗
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“芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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