環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料微波掃描修補(bǔ)工藝及性能研究.pdf

1、本文以大型風(fēng)電葉片外場(chǎng)快速修補(bǔ)為研究背景，開(kāi)展環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料微波掃描快速修補(bǔ)技術(shù)研究。采用掃描設(shè)備成功制備出熱、力學(xué)性能良好的玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，通過(guò)研究微波吸收劑對(duì)微波掃描固化速度及復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，獲得了可用于微波掃描快速修補(bǔ)的微波固化樹(shù)脂體系及掃描固化工藝，通過(guò)對(duì)不同修補(bǔ)參數(shù)復(fù)合材料力學(xué)性能的研究，確定了最佳的修補(bǔ)方案，成功制備出高性能保持率的修補(bǔ)試樣，為復(fù)合材料微波掃描快速修補(bǔ)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
　?。?

2、）在研究環(huán)氧E51+DDM樹(shù)脂體系微波掃描固化特性的基礎(chǔ)上，成功制備出含膠量穩(wěn)定的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、短梁剪切性能、拉伸及彎曲性能，并將其與熱固化和密閉諧振腔微波固化試樣進(jìn)行比較，同時(shí)借助掃描電鏡照片手段對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在熱性能方面，微波掃描固化復(fù)合材料的Tg值與密閉諧振腔微波固化復(fù)合材料相當(dāng)，比熱固化復(fù)合材料提高了5.1℃；在力學(xué)性能方面，微波掃描固化復(fù)合材料的短梁剪切

3、強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均比密閉諧振腔微波固化和熱固化得到了不同程度的提升，拉伸強(qiáng)度和模量比熱固化試樣分別提高了7.8％和4.5%，但比密閉諧振腔微波固化分別降低了9.8%和4.3%；在固化時(shí)間方面，微波掃描固化比熱固化節(jié)約了近70%的固化時(shí)間，但比密閉腔微波固化要長(zhǎng)32%。
　?。?）為了進(jìn)一步提高微波掃描固化速率，選用Fe3O4作為微波吸收劑添加至環(huán)氧E51+DDM樹(shù)脂體系中，研究 Fe3O4添加量對(duì)微波掃描固化速度的影響并確定最佳的F

4、e3O4添加量；制備E51+DDM+Fe3O4復(fù)合體系微波掃描固化復(fù)合材料，測(cè)量復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、短梁剪切強(qiáng)度、拉伸及彎曲性能，并將其與未加 Fe3O4純體系復(fù)合材料進(jìn)行比較，研究 Fe3O4對(duì)復(fù)合材料性能的影響。研究結(jié)果表明：Fe3O4的加入能提高體系的吸波能力進(jìn)而加快體系的反應(yīng)速率，且在添加量為1%時(shí)對(duì)體系的增速效率最高；與未加Fe3O4純體系相比，添加1% Fe3O4復(fù)合體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了1.5℃，短梁剪切強(qiáng)度及彎

5、曲強(qiáng)度分別提升了6.5%和9.0%，拉伸模量提升了5.8%，但兩者的拉伸強(qiáng)度相當(dāng)；在固化時(shí)間方面，添加1% Fe3O4后體系的固化時(shí)間縮短了24%，達(dá)到純體系密閉諧振腔微波固化的速度水平。
　　（3）將添加1% Fe3O4環(huán)氧體系應(yīng)用于復(fù)合材料的修補(bǔ)，制備不同修補(bǔ)參數(shù)包括修補(bǔ)鋪層不同鋪覆方式、不同挖補(bǔ)角度及有無(wú)添加覆蓋層微波掃描修補(bǔ)試樣，測(cè)量試樣的拉伸性能及修補(bǔ)面加載與背面加載的彎曲性能，通過(guò)性能比較確定最佳的修補(bǔ)方案；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將