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无机物对聚合物复合材料热性能影响规律研究开题报告

 2020-02-10 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着科技的不断发展,研究的不断深入,领域的不断拓宽,对材料性能的要求也在不断提升。尤其在发展迅速的航空航天领域中,飞行器在穿过大气层时将受到巨大的气动力和气动热,表面温度会剧烈上升,因此必须用热防护材料加以保护。

其中树脂基复合材料具有比强度、比刚度高,可设计性好,抗疲劳断裂性好,耐腐蚀,好以及便于大面积整体成型的独特优点,在热防护领域中得到了较为广泛的应用。其多采用酚醛树脂作为热防护复合材料的基体。酚醛树脂与其他树脂相比,具有低烟低毒的优势。在燃烧的情况下,用科学配方生产出的酚醛树脂系统,将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化合物、分解过程中所产生的烟相对少,毒性也相对低,对人体危害及对环境污染小。与碳化硅陶瓷材料相比,硼酚醛树脂价格低廉,可降低生产成本。同时,硼酚醛树脂加工简便,易实现大规模生产,在航空航天,机械,化工等领域占有重要地位。

尽管改性酚醛树脂的性能较普通酚醛树脂有较大提高,但随着科学技术的飞速发展,各领域对材料的性能要求不断增高,尤其是在航空航天领域,需要材料具有更加优异的热性能,而仅以改性的酚醛树脂为基体的复合材料不能满足更高的性能要求,需要引入其他材料来提高酚醛树脂基复合材料的热性能。因此,人们进行了大量的无机物填料改性酚醛树脂基复合材料的研究。大量文献显示,无机填料可提高酚醛树脂基复合材料的热性能。常用的无机物填料有以下几种:

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

(1)以硼酚醛树脂为基体,氧化硼为无机填料,高硅氧玻璃纤维为增强体,采用层压工艺制备不同氧化硼含量的硼酚醛树脂基复合材料。

(2)通过力学性能测试及xrd、sem、eds、tg等测试技术来研究氧化硼对硼酚醛树脂复合材料性能的影响,探究氧化硼含量对硼酚醛树脂基复合材料热性能的影响规律。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成好英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器及设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-6周:按照设计方案,制备复合材料。

第7-10周:利用万能力学试验机、xrd,sem,eds,tg-dsc等测试及表征技术对材料的物相,力学性能,显微结构,热稳定性进行测试。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]jie ding;jiamin sun;zhixiong huang;yanbing wang. improved high-temperature mechanical property of carbon-phenolic composites by introducing titanium diboride particles[j]. composites part b: engineering, 2019, vol.157:289-294.

[2]wang, fy (wang, fengyi)1;huang等. thermal behavior of phenolic-based ceramizable composites modified by nano-aluminum oxide.[j]. high performance polymers, 2016, vol.28(9):1096-1101.

[3]mir asad mirzapour;hasan rezaei haghighat;zahra eslami. effect of zirconia on ablation mechanism of asbestos fiber/phenolic composites in oxyacetylene torch environment[j]. ceramics international, 2013, vol.39(8):9263-9272.

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