碳纖維復合材料作為一種PEEK基碳纖維預浸絲束成型工藝研究復合材料,具有優異的機械性能和耐高溫、耐腐蝕等優良特性,在航空航天、汽車制造、化工廠等領域得到廣泛應用。碳纖維復合材料的制造涉及到多種技術和工藝,其中預浸絲束成型工藝是關鍵技術之一。本文主要對PEEK基碳纖維預浸絲束成型工藝進行研究,通過實驗和數據分析,探究該工藝的規律和特點,為實際生產提供理論依據和技術支持。
一、實驗材料和方法
1.1 實驗材料
本實驗采用PEEK纖維和碳纖維作為原材料,其中PEEK纖維型號為T300B-3K,是一種高強度、高模量的高性能纖維;碳纖維型號為T700S-1K,具有高強度、高剛性和耐腐蝕等優點。
1.2 實驗方法
本實驗采用預浸絲束成型工藝制備碳纖維復合材料。首先將碳纖維和PEEK纖維按照一定比例混合在一起,然后經過高溫熔融和浸漬處理,制備成預浸絲束。將預浸絲束按照一定規律鋪設在模具表面,再經過高溫壓制和固化處理,最終制備成碳纖維復合材料。
二、實驗結果與分析
2.1 預浸絲束成型工藝參數對復合材料性能的影響
預浸絲束成型工藝參數對復合材料的性能具有重要影響。本文選取預浸溫度、預浸時間和纖維體積含量作為主要工藝參數,探究它們對復合材料性能的影響。
2.1.1 預浸溫度對復合材料性能的影響
本實驗采用不同的預浸溫度(25℃、45℃、75℃、105℃),探究其對復合材料性能的影響。實驗結果表明,隨著預浸溫度的升高,復合材料的拉伸強度和彎曲強度先增大后減小,當預浸溫度為75℃時,復合材料的性能最佳。
2.1.2 預浸時間對復合材料性能的影響
本實驗采用不同的預浸時間(30min、60min、90min、120min),探究其對復合材料性能的影響。實驗結果表明,隨著預浸時間的增加,復合材料的拉伸強度和彎曲強度逐漸增大,當預浸時間為90min時,復合材料的性能最佳。
2.1.3 纖維體積含量對復合材料性能的影響
本實驗采用不同纖維體積含量的預浸絲束(30%、40%、50%、60%),探究其對復合材料性能的影響。實驗結果表明,隨著纖維體積含量的增加,復合材料的拉伸強度和彎曲強度先增大后減小,當纖維體積含量為50%時,復合材料的性能最佳。
2.2 優化工藝參數的復合材料性能測試
根據上述實驗結果,選擇最優化的工藝參數進行實驗,并對制備得到的碳纖維復合材料進行性能測試。實驗結果表明,當預浸溫度為75℃,預浸時間為90min,纖維體積含量為50%時,制備得到的碳纖維復合材料性能最優,其拉伸強度為240MPa,彎曲強度為280MPa。
三、結論
本文對PEEK基碳纖維預浸絲束成型工藝進行了研究,通過實驗和數據分析,探究了該工藝的規律和特點。結果表明,預浸溫度、預浸時間和纖維體積含量是影響復合材料性能的主要因素。在最優化的工藝參數條件下,制備得到的碳纖維復合材料具有優異的機械性能,為實際生產提供了理論依據和技術支持。