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热固性短U维增强聚合物(SFRPQ复合材料具有优U的热E_性、尺寸稳定性、刚性和耐腐蚀性,是非常有前景的轻质材料,已广泛用于军事,汽R?span class="hrefStyle">航空航天工业{领域。目前,主要制备Ҏ(gu)Z用片状模塑料QSMCQ和块状模塑料(BMCQؓ(f)原料q行压塑和注塑,生效率高,产品_ֺ良好Q但制备周期长,生成本高,q难以制造Ş状复杂的零g?
华中U技大学快速制造中心首ơ提ZZ_床Ȁ?/a>增材刉(SLSQ的纤l_(d)环氧热固性树(wi)脂的制备成Ş一体化工艺Q能够克服上q缺点,制备的复合材料具有三l连l碳U维Q尼龙(PA12Q/?wi)脂QEPQ三元结构,q表现出比大多数已报道的SLS材料更高的拉伸和弯曲强度?
?. 纤l增强热固性复合材料的生程
其制备过E如?。第一步,碳U维QCFQ经表面处理后与PA12混合搅拌QCF表面涂覆一层薄薄的PA12Q得到用于SLS的PA12QCF复合_末Q第二步Q采用SLS工艺q行打印QPA12在激光的高温下熔化,起到_结剂的作用QCF怺q接QŞ成网状结构,打印出多孔预制体Q第三步Q在高温负压条g下,用高性能环氧?wi)脂QEPQ浸润预制gQ最后,对复合材料进行固化,制备出CFQPA12QEP三元复合材料?
?. CFQPA12QEP三元复合材料素坯表面QaQbQ和?wi)脂填充后截面(cQdQ的SEM囑փ
从图2.aQb可以看出Q经SLS工艺处理后,PA12聚合物粘l剂已完全熔化,CFq接形成多孔l构Q便于后l液体环氧树(wi)脂的渗透填充。如?.cQd所C,填充后,EPZ与CF增强体相互渗透,形成三维q箋l构分散。其中,CF表面的PA12聚合物薄涂层有两个作用:(x)Q?Q在SLSq程中,在激光照下Q作为粘l剂离散的CFq接成多孔CF预制ӞQ?Q作Z间层Q增加CF与EPZ之间的化学相互作用和润湿性。复合粉末中_结剂PA12的相对含量决定了SLS素坯的初始强度和孔隙率。粘l剂多Q素坯的强度高Q孔隙率低Q渗透到复合材料中的环氧?wi)脂的量少。研I表明,在够强度后处理的前提下Q孔隙率最大化的PA12最优含量ؓ(f)25VolQ?
?. CFQPA12QEP三元复合材料与其他几USLS制备的聚合物基复合材料的性能Ҏ(gu)
?昄Q该Ҏ(gu)制备的三元复合材料具有比其他几种SLS制备的聚合物基复合材料更高的拉和弯曲强度,分别辑ֈ101.03MPa?53.43MPa?/span>
?.三元复合材料的拉伸断裂面Q放大倍数为(aQ?00×Q(bQ?000×
由图3.a可见Q复合材料表现出典型的脆性破坏行为,断裂表面h剪切变Ş的粗pŞ态。EPZ的变形和裂缝在不同方向上传播Q如头所指)Q裂~扩展被cMCF Q?PA12富集域阻挡ƈ被迫改变轨迹Q提高了复合材料的断裂韧性和强度。在破坏表面上可以观察到U维拉拔Q界面剥dZ破坏q三U纤l破坏机制。对比其他几USLS制备的聚合物基复合材料更高的拉和弯曲强度可归因于:(x)Q?QCF的均匀分布Q(2Q由机械联锁和化学相互作用引L(fng)CF和EP之间良好的界面结合,如图3.b?