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《国防科学技术大学》 2011年
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PBO纤维复合材料壳体缠绕成型技术研究

李凯  
【摘要】:本文以固体火箭发动机复合材料壳体为应用背景,开展了聚对苯撑苯并双噁唑(Poly-p-phenylene benzobisthoxazole,PBO)纤维复合材料壳体成型技术研究,形成了一种缠绕成型的工艺方法。 主要研究工作如下: (1)PBO纤维基础性能研究。对PBO纤维线密度、密度等基本物理性能以及纤维单丝、复丝的力学性能进行了测试,对纤维表面形貌进行了分析; (2)PBO纤维表面处理技术研究。对PBO纤维表面进行了偶联剂及射线处理;提高了纤维和树脂基体的粘接效果和复合材料层间剪切性能。 (3)PBO纤维和树脂基体的结合性能研究。进行了树脂配方设计、力学性能研究、复合材料性能等研究; (4)PBO纤维壳体缠绕工艺技术研究。对湿法缠绕成型缩比壳体的过程进行了研究,确定了缠绕张力、缠绕用补强的材料及补强方式,制备了壳体实物,进行了强度试验。 研究表明: (1)PBO纤维力学性能与标称值相近,但其表面光滑、活性低,采用射线辐照表面处理后,与树脂的结合性能有显著改善; (2)低粘度环氧树脂可满足PBO壳体缠绕成型的要求,并通过对固化剂的改性提高了树脂基体的韧性; (3)采用螺旋与环向缠绕相结合的湿法缠绕工艺可满足PBO壳体成型要求; (4)成型后的PBO纤维缩比壳体经过强度试验,其容积效率可达50km以上,明显优于T700碳纤维壳体。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V463

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