双马树脂基复合材料空间损伤与界面改性PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 树脂基复合材料的发展简史 1

1.2 双马树脂的研究进展 3

1.2.1 双马来酰亚胺的合成原理 3

1.2.2 双马来酰亚胺的结构与性能 6

1.2.3 改性双马来酰亚胺树脂及其应用 6

1.3 高性能纤维的结构与性能 7

1.3.1 碳纤维的结构与性能 7

1.3.2 聚对亚苯基苯并双噁唑纤维的结构与性能 10

1.4 聚合物基复合材料的界面 11

1.5 纤维表面改性处理方法研究进展 14

1.5.1 纤维表面改性方法概况 14

1.5.2 纤维表面等离子体改性 21

1.6 空间环境对碳纤维/双马树脂基复合材料性能影响的研究进展 22

1.6.1 空间环境因素概述 22

1.6.2 空间环境效应的研究进展 27

参考文献 31

第2章 实验材料与结构性能表征方法 41

2.1 实验原材料及实验仪器 41

2.1.1 实验原材料 41

2.1.2 实验仪器 42

2.2 纤维表面等离子体处理 43

2.2.1 碳纤维表面处理 45

2.2.2 PBO纤维表面等离子体处理 45

2.3 复合材料的制备 46

2.4 空间环境模拟试验 47

2.4.1 真空热循环试验 47

2.4.2 质子辐照试验 48

2.4.3 电子辐照试验 48

2.5 结构性能表征方法 49

2.5.1 X射线光电子能谱分析 49

2.5.2 纤维的表面形貌分析 49

2.5.3 动态接触角分析 50

2.5.4 复合材料的性能测试 52

2.5.5 复合材料破坏形貌分析 53

2.5.6 傅里叶红外光谱分析 53

2.5.7 傅里叶变换红外衰减全反射光谱分析 53

2.5.8 热失重分析 53

2.5.9 动态力学分析 54

2.5.10 热膨胀分析 54

2.5.11 质损率测试 54

2.5.12 复合材料的热应力分析 54

参考文献 56

第3章 真空热循环对碳纤维/双马树脂基复合材料性能的影响及热应力模拟 58

3.1 真空热循环对CF/BMI复合材料热性能的影响 59

3.1.1 真空热循环对CF/BMI复合材料动态力学性能的影响 59

3.1.2 真空热循环对CF/BMI复合材料热稳定性的影响 61

3.1.3 真空热循环对CF/BMI复合材料线膨胀行为的影响 64

3.2 真空热循环对CF/BMI复合材料质损率的影响 66

3.3 真空热循环对CF/BMI复合材料表面形貌和表面粗糙度的影响 67

3.4 真空热循环对CF/BMI复合材料力学性能的影响 71

3.4.1 真空热循环对CF/BMI复合材料横向拉伸强度的影响 71

3.4.2 真空热循环对CF/BMI复合材料弯曲强度的影响 73

3.4.3 真空热循环对CF/BMI复合材料层间剪切强度的影响 75

3.5 真空热循环过程中CF/BMI复合材料的热应力模拟 76

3.5.1 CF/BMI复合材料的有限元分析模型 77

3.5.2 CF/BMI复合材料热应力的分布规律 79

3.5.3 CF/BMI复合材料的潜在破坏区域分析 83

3.5.4 CF/BMI复合材料热应力的重新分布 87

参考文献 91

第4章 质子辐照对碳纤维/双马树脂基复合材料性能的影响 94

4.1 质子辐照对CF/BMI复合材料表面性能的影响 95

4.1.1 质子辐照对CF/BMI复合材料表面官能团的影响 95

4.1.2 质子辐照对CF/BMI复合材料表面化学成分的影响 98

4.1.3 质子辐照对CF/BMI复合材料表面形貌和表面粗糙度的影响 101

4.2 质子辐照对CF/BMI复合材料热性能的影响 103

4.2.1 质子辐照对CF/BMI复合材料动态力学性能的影响 104

4.2.2 质子辐照对CF/BMI复合材料热稳定性的影响 107

4.3 质子辐照对CF/BMI复合材料力学性能的影响 108

4.3.1 质子辐照对CF/BMI复合材料弯曲强度的影响 108

4.3.2 质子辐照对CF/BMI复合材料层间剪切强度的影响 109

4.4 质子辐照对CF/BMI复合材料质损率的影响 110

参考文献 111

第5章 电子辐照对碳纤维/双马树脂基复合材料性能的影响 113

5.1 电子辐照对CF/BMI复合材料表面性能的影响 114

5.1.1 电子辐照对CF/BMI复合材料表面化学成分的影响 114

5.1.2 电子辐照对CF/BMI复合材料表面官能团的影响 117

5.1.3 电子辐照对CF/BMI复合材料表面形貌和表面粗糙度的影响 119

5.2 电子辐照对CF/BMI复合材料热性能的影响 120

5.2.1 电子辐照对CF/BMI复合材料动态力学性能的影响 120

5.2.2 电子辐照对CF/BMI复合材料热稳定性的影响 123

5.3 电子辐照对CF/BMI复合材料力学性能的影响 124

5.3.1 电子辐照对CF/BMI复合材料弯曲强度的影响 124

5.3.2 电子辐照对CF/BMI复合材料层间剪切强度的影响 125

5.4 电子辐照对CF/BMI复合材料质损率的影响 126

参考文献 127

第6章 氧气ICP等离子体表面处理对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 129

6.1 氧气等离子体处理功率对复合材料ILSS的影响 129

6.1.1 氧气等离子体放电功率对纤维表面化学成分的影响 130

6.1.2 氧气等离子体处理功率对纤维表面形貌及粗糙度的影响 134

6.1.3 氧气等离子体处理功率对纤维表面浸润性的影响 136

6.2 氧气等离子体处理时间对复合材料ILSS的影响 138

6.2.1 氧气等离子体处理时间对纤维表面化学成分的影响 139

6.2.2 氧气等离子体处理时间对纤维表面形貌及粗糙度的影响 142

6.2.3 氧气等离子体处理时间对纤维表面浸润性的影响 144

6.3 氧气等离子体处理气压对复合材料ILSS的影响 145

6.3.1 氧气等离子体处理气压对纤维表面化学成分的影响 146

6.3.2 氧气等离子体处理气压对纤维表面形貌及粗糙度的影响 149

6.3.3 氧气等离子体处理气压对纤维表面浸润性的影响 150

6.4 氧气等离子体对PBO纤维表面化学改性机理探讨 151

参考文献 153

第7章 氩气ICP等离子体表面处理对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 155

7.1 氩气等离子体处理功率对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 155

7.1.1 氩气等离子体处理功率对PBO纤维表面化学成分的影响 156

7.1.2 氩气等离子体处理功率对纤维表面形貌及粗糙度的影响 160

7.1.3 氩气等离子体处理功率对纤维表面浸润性的影响 162

7.2 氩气等离子体处理时间对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 164

7.2.1 氩气等离子体处理时间对PBO纤维表面化学成分的影响 165

7.2.2 氩气等离子体处理时间对纤维表面形貌及粗糙度的影响 168

7.2.3 氩气等离子体处理时间对纤维表面浸润性的影响 170

7.3 氩气等离子体处理气压对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 170

7.3.1 氩气等离子体处理气压对纤维表面化学成分的影响 171

7.3.2 氩气等离子体处理气压对纤维表面形貌及粗糙度的影响 174

7.3.3 氩气等离子体处理气压对纤维表面浸润性的影响 176

7.4 氩气等离子体对PBO纤维表面化学改性机理探讨 176

参考文献 178

第8章 氧/氩混合气体ICP等离子体处理对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 179

8.1 氧/氩混合气体等离子体的气体组分对复合材料ILSS的影响 180

8.1.1 氧/氩混合等离子体的气体组成对纤维表面化学成分的影响 181

8.1.2 氧/氩混合等离子体的气体组成对纤维表面形貌及粗糙度的影响 186

8.2 氧/氩混合气体等离子体处理功率对复合材料ILSS的影响 188

8.2.1 氧/氩混合气体等离子体处理功率对纤维表面化学成分的影响 189

8.2.2 氧/氩混合气体等离子体处理功率对纤维表面形貌及粗糙度的影响 192

8.3 氧/氩混合气体等离子体处理时间对复合材料ILSS的影响 193

8.3.1 氩/氧混合气体等离子体处理时间对纤维表面化学成分的影响 194

8.3.2 氧/氩混合气体等离子体处理时间对纤维表面形貌及粗糙度的影响 197

8.4 氧/氩混合气体等离子体对PBO纤维表面化学改性机理探讨 198

8.5 PBO/BMI复合材料层间断裂机理、耐湿热性质及等离子体改性退化现象 200

8.5.1 等离子体处理对复合材料层间断裂形貌的影响及界面增强机理探讨 200

8.5.2 等离子体处理对PBO/BMI复合材料耐湿热性能的影响 205

8.5.3 等离子体处理后PBO纤维表面退化现象 207

参考文献 209

第9章 空气DBD等离子体处理对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 211

9.1 空气DBD等离子体处理时间对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 211

9.1.1 空气DBD等离子体处理时间对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 212

9.1.2 空气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面化学成分的影响 213

9.1.3 空气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面形貌及粗糙度的影响 217

9.1.4 空气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面浸润性的影响 220

9.1.5 空气DBD等离子体处理时间对PBO纤维单丝拉伸强度的影响 221

9.2 空气DBD等离子体功率密度对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 222

9.2.1 空气DBD等离子体功率密度对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 223

9.2.2 空气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面化学成分的影响 224

9.2.3 空气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面形貌及粗糙度的影响 227

9.2.4 空气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面浸润性的影响 230

9.2.5 空气DBD等离子体功率密度对PBO纤维单丝拉伸强度的影响 231

参考文献 231

第10章 氧气DBD等离子体处理对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 233

10.1 氧气DBD等离子体处理时间对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 233

10.1.1 氧气DBD等离子体处理时间对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 234

10.1.2 氧气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面化学成分的影响 235

10.1.3 氧气DBD等离子体处理时间对PBO纤维表面形貌及粗糙度的影响 238

10.1.4 氧气DBD等离子体处理时间对PBO纤维单丝拉伸强度的影响 241

10.2 氧气DBD等离子体功率密度对PBO/BMI复合材料界面性能的影响 241

10.2.1 氧气DBD等离子体功率密度对PBO/BMI复合材料ILSS的影响 242

10.2.2 氧气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面化学成分的影响 243

10.2.3 氧气DBD等离子体功率密度对PBO纤维表面形貌及粗糙度的影响 246

10.2.4 氧气DBD等离子体功率密度对PBO纤维单丝拉伸强度的影响 249

参考文献 249

第11章 碳/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料的界面性能 251

11.1 空气射频等离子体对CF/BMI复合材料界面性能的影响 252

11.1.1 空气射频等离子体处理时间对CF/BMI复合材料ILSS的影响 253

11.1.2 空气射频等离子体处理时间对CF表面化学成分的影响 254

11.1.3 空气射频等离子体处理时间对CF表面形貌及粗糙度的影响 257

11.1.4 空气射频等离子体对CF/BMI复合材料断面形貌的影响 258

11.2 碳/PBO混杂纤维复合材料的制备及其界面黏结性能的研究 259

11.2.1 碳/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料的制备 259

11.2.2 等离子体对碳/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料ILSS的影响 259

11.3 等离子体处理PBO纤维的时效性及PBO/BMI复合材料的断裂模式、吸水率测试 261

11.3.1 空气、氧气DBD等离子体处理后PBO纤维表面时效性研究 261

11.3.2 PBO/BMI复合材料的断面形貌及断裂模式分析 269

11.3.3 PBO/BMI复合材料吸水率的研究 271

参考文献 273