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碳纤维多层蜂巢接结机织物的制备

宁旭  
【摘要】:目前夹层类保温隔热材料主要以蜂窝夹芯结构和泡沫夹芯结构为主,二者均有较好的隔热性能,但在使用过程中都会因低速冲击而发生芯层与表层的分裂,三维整体中空材料在一定程度上克服了耐冲击性差的缺点,却会随着厚度的增加而影响材料的性能,且上述材料都不适用于高温条件。碳纤维作为一种高强、耐高温的高性能纤维材料,其用途广泛,本文以碳纤维为原料,利用蜂巢组织的结构特点,通过特殊的组织结构设计,在第二代多综眼多剑杆织机上织造出了碳纤维12层蜂巢接结机织物,该织物具备一定的力学性能、厚度及隔热性能,且能够在高温环境中正常使用。首先,本文要尽可能的制备层数更多的碳纤维蜂巢接结机织物,因此以组织循环数较少的蜂巢组织作为该织物的基础组织,通过进一步了解多剑杆多综眼织机,设计出适合本织机织造的12层蜂巢接结组织上机图,采用合理的上机工艺,并以涤纶纱为原料进行试织,织造出结构稳定,表面均匀的涤纶12层蜂巢接结机织物。其次,将试织完成的12层蜂巢接结机织物用环氧树脂进行固化处理,在织物合适的位置对其进行切片,从而得到织物在切面处的截面图,将得到的截面图进行一定的图像处理,从截面中可以较为清晰的观察到织物中接结经纱在接结处的走向,通过观察发现:(1)织物接结处的经纱走向符合结构设计预期的效果,织物内部有较多的孔隙,说明织物结构的设计及接结组织点的选择是合理的。(2)各层织物的纱线基本能保持垂直分布。接着,在上文的基础上,对试织过程中出现的不足之处进行了一定的改善,以碳纤维为原料顺利的织造出了符合设计要求的厚度为1.4cm的12层蜂巢接结机织物,并对试织的织物试样和碳纤维织物试样进行了隔热性能测试,通过对试织试样的测试,得出12层叠加蜂巢组织织物的热阻大于12层蜂巢接结机织物,此外,本文还以厚度为2cm的碳纤维复合材料作为碳纤维12层蜂巢接结织物的对比样,结果表明,厚度为1.4cm的12层碳纤维蜂巢接结机织物的热阻要大于厚度为2cm的碳纤维复合材料的热阻,从而证明本课题的方案设计是合理可行的。


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