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易倍体育emc【复材资讯】硼纤维碳纤维复合使纤维体积分数达70%从而显著提升碳纤维复材压缩性能

发布时间:2024-07-22 06:06:54 来源:emc全站官网 作者:emc全站网页版浏览: 29 次

  介绍中国科学院宁波材料所碳纤维及其复合材料团队(原中国科学院宁波材料所特种纤维事业部)最新进展,盘点碳纤维及复合材料领域的关键技术与应用技术,分享国内外碳纤维及复合材料领域的最新资讯

  美国Specialty Materials公司是一家可提供高质量的硼纤维、碳化硅纤维及先进复合材料产品的全球领先供应商。目前公司的高性能纤维已经成功应用于航空、航天、体育用品和工业应用等需要优异机械性能和物理性能的领域。

  目前公司先进材料的应用案例多样化,如通用原子公司的“捕食者”无人飞行器(UAV),它正在性地改变军用和侦察飞机、燃气轮机发动机部件、自行车车架、飞行杆、曲棍球棒、压缩管以及下一代光伏太阳能电池的制造工艺。

  该公司开发Hy-Bor®复合材料是通过将特种硼纤维与碳纤维相结合的一种高性能材料,可提供优异的碳纤维增强效果。Hy-Bor®复合材料的典型优势在于其具有优异的压缩强度,高压缩强度使得Hy-Bor®可以最大限度地降低复合材料层密度和制造成本。

  上图中第一种产品为硼纤维复合材料,随后是两种Hy-Bor®硼/碳复合材料、三种碳纤维树脂基复合材料和三种玻璃纤维树脂基复合材料,从图中可以看出随着硼纤维的引入,两种Hy-Bor®硼/碳复合材料具有明显的高压缩强度优势。

  当使用Hy-Bor®时,设计师可以减少厚度,从而在减轻重量的情况下获得更高的性能。与纯碳纤维复合材料解决方案相比,Hy-Bor®可以通过减少加工工艺并通过减重来降低制造成本。基于这些原因,Hy-Bor®被用于通用原子公司的捕食者无人机的翼梁帽。

  由于其高抗压强度、高刚度刚度以及零热膨胀系数(CTE),Hy-Bor®复合材料也可以用于太空应用;此外,Hy-Bor®还可以通过使用不同类型的碳纤维和树脂系统进行定制。

  公司Gen1 Hy-Bor®产品使用日本三菱MR40碳纤维、Newport 301(NCT301)250°F固化环氧树脂以及公司生产的硼纤维(直径4mm)相复合。除了三菱MR40碳纤维以外,Hy-Bor®复合材料可以被制造成包含任何市售碳纤维的预浸料。通过改变预浸料中硼纤维的间距,可以实现材料性能和成本的定制化,从而满足各种苛刻应用。

  Hy-Bor®复合材料作为一种硼纤维和商用碳纤维预浸料的混合材料,可以显著提高弯曲和压缩性能、提高开孔压缩强度,并且在考虑压缩关键设计中可以减少碳纤维层的数量,其性能可根据不同的硼纤维使用量(比如硼纤维数量208根)和碳纤维预浸料配置进行定制。

  Gen 2 Hy-Bor®复合材料是下一代高端混合复合材料,根据终端应用领域,使用了日本东丽T1100G中模量碳纤维、直径4mm的硼纤维(208 FPI)以及各种树脂系统。

  Gen2 Hy Bor®复合材料的主要优势包括:a)、含硼体积约为40%;b)、二代 Hy-Bor®产品中可提供硼纤维的压缩强度(400 ksi) ;c)、硼纤维提高了所有碳纤维复合材料的压缩相关性能;d)、由于碳纤维嵌入到硼纤维内部,因此Hy-Bor®可以实现高达70%的纤维体积。

  除此以外,Gen2 Hy Bor®复合材料还采用更高温度的树脂。树脂应用需要考虑有氧和无氧环境,因为所有聚合物都会氧化,在表面温度为350°F的情况下,飞行寿命为120,000小时的2.4马赫飞机需要使用聚酰亚胺,因为BMI双马树脂、环氧树脂和氰酸酯缺少热氧化稳定性。热保护系统可以接受短时间应用,如在极高温度下的导弹等。

  该公司目前正与日本东丽、美国威奇托州立大学国家航空研究所(NIAR)合作,为国家先进材料性能中心(NCAMP)数据库鉴定几款第2代Hy-Bor®复合材料,其中东丽公司提供树脂选项包括:

  原标题:《【复材资讯】硼纤维/碳纤维复合使纤维体积分数达70%,从而显著提升碳纤维复材压缩性能》

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