碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂E44復(fù)合材料性能的研究開題報告

1、 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文開題報告學(xué) 生 姓 名：盧成偉學(xué) 號：102074106系 部：材料工程系專 業(yè)：高分子材料與工程論 文 題 目：碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂E44復(fù)合材料性能的研究指導(dǎo)教師:張翰 2014年3月18日開題報告填寫要求1開題報告作為畢業(yè)論文答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)論文工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在系審查后生效；2開題報告內(nèi)容必須用按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；3學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如072074123），不能只寫最后2

2、位或1位數(shù)字；4. 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”；5. 指導(dǎo)教師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告一論文研究目的及意義：研究目的：以環(huán)氧樹脂E44為基體材料，碳纖維為增強(qiáng)材料，及相應(yīng)的配合劑，制得復(fù)合材料，對其力學(xué)性能和和相關(guān)性能進(jìn)行研究，對復(fù)合材料界面的形成及作用機(jī)理進(jìn)行研究。研究意義：加入碳纖維和其他不同配合劑對環(huán)氧樹脂E44復(fù)合材料的增強(qiáng)效果，并找到合適的用量來增強(qiáng)復(fù)合材料。

3、二國內(nèi)外研究進(jìn)展：碳纖維(CF)/環(huán)氧樹脂(EP)復(fù)合材料是目前研究比較成熟、應(yīng)用最廣的一種環(huán)氧復(fù)合材料。CF/EP 復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、模量大、耐腐蝕性好、電性能優(yōu)異、原料來源廣泛、工藝性好、加工成型簡便生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，并具有材料可設(shè)計性及特殊的功能性如屏蔽電磁波、消音等特點(diǎn)，已成為國民經(jīng)濟(jì)國防建設(shè)和科技發(fā)展中無法替代的重要材料，可用于防彈頭盔、防彈服、直升機(jī)機(jī)翼、預(yù)警機(jī)雷達(dá)罩、高容器、民用機(jī)直板、體育用品、各類耐高溫制品等1。廖子龍等采用自制的 EP 浸漬玻璃纖維布，制備了復(fù)合材料層壓板。研究發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料在濕熱條件下具有較高的力學(xué)性能保持率，其耐濕熱性能良好2-3。掃描電鏡分析

4、發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料界面粘接狀況較好，已用于直升機(jī)的結(jié)構(gòu)件。陳曉東等對真空袋 熱罐法成型的單向CF/EP 復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建立了蜂窩狀排列的正六棱柱單元晶胞模型4。以模型模擬，通過有限元法得到縱向的工程常數(shù)，并且與拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較: 采用有限元法對正六面體單胞模型的彈性常數(shù)的預(yù)測和實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)值非常接近，說明此模型可用于工程分析，從而減少實(shí)驗(yàn)的工作量纖型模擬，通過有限元法得到縱向的工程常數(shù)，并且與拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較: 采用有限元法對正六面體單胞模型的彈性常數(shù)的預(yù)測和實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)值非常接近，說明此模型可用于工程分析，從而減少實(shí)驗(yàn)的工作量纖維與基體之間的界面是纖維復(fù)合材料中的關(guān)鍵組分之一5-6

5、。 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告三本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：1.要解決的問題通過合理匹配及協(xié)同作用，可呈現(xiàn)出單一材料所不具備的優(yōu)異性能7-8。討論加入碳纖維和其他不同配合劑對環(huán)氧樹脂E44復(fù)合材料的增強(qiáng)效果，并找到合適的用量來增強(qiáng)復(fù)合材料。2.采用的研究手段在不同溫度下合成碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，通過各種組合制得樣品并測試其性能，從中選出優(yōu)秀者，確定配方及工藝。3.實(shí)驗(yàn)部分主要實(shí)驗(yàn)原料及試劑表2.1 主要實(shí)驗(yàn)原料及試劑實(shí)驗(yàn)原料生產(chǎn)廠家E-44高純度環(huán)氧樹脂肥城德源化工有限公司低分子聚酰胺樹脂肥城德源化工有限公司碳纖維中科院山西煤化研究所65%硝酸實(shí)驗(yàn)原料配比及流程圖

6、表2.2 實(shí)驗(yàn)原料配比試劑名稱添加量（g）E-44高純度環(huán)氧樹脂低分子聚酰胺樹脂處理后的碳纖維50502圖2.1 實(shí)驗(yàn)流程圖實(shí)驗(yàn)流程如下 (1)取碳纖維分成五份，泡到濃硝酸中，分別泡2h、2.5h、3h、3.5h、4h； (2)將處理后的碳纖維剪成0.5cm左右的均勻短纖維，加入到環(huán)氧樹脂E44中混合均勻，倒入模具中制成標(biāo)準(zhǔn)樣條； (3)在取碳纖維剪成長纖維狀，鋪到模具里，再將E44倒入模具中，制成標(biāo)準(zhǔn)樣條。四論文工作進(jìn)度安排：論文各階段名稱起 止 日 期1資料查閱，完成開題報告2014年3月4日2014年3月15日2制定實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備原料2014年3月16日2014年3月25日3與其他同學(xué)進(jìn)

7、行初步試驗(yàn)，并記錄數(shù)據(jù)2014年3月26日2014年4月20日4中期檢查2014年4月21日2014年4月30日5通過之前實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，挑出較好的數(shù)據(jù)，進(jìn)行試驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)2014年5月1日2014年5月20日6對所做實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)2014年5月20日2014年6月1日7撰寫畢業(yè)論文2014年6月2日2014年6月14日8制作答辯PPT，準(zhǔn)備論文答辯2014年6月15日2014年6 月20日五主要參考文獻(xiàn)：1 葛曷一, 王繼輝. 納米材料改性不飽和聚酯樹脂的研究J. 玻璃鋼/復(fù)合材料, 1999 (3): 13-14.2 張曉虎, 孟宇, 張煒. 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢J.

8、纖維復(fù)合材料, 2004, 1(1): 50-53. 3 生瑜, 朱德欽, 鄒寅將, 等. 不同改性劑對聚丙烯/碳酸鈣復(fù)合材料性能的影響J. 應(yīng)用化學(xué), 2013, 30(6): 655-660. 4 黃鳳萍, 李纓. 碳纖維及其復(fù)合材料的發(fā)展J. 陶瓷, 2006 (10): 11-16.5 Fiber C. 濕熱老化對碳纖維/環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料力學(xué)性能影響研究J. 材料工程, 2005 (11).6 王成忠, 等. 耐高溫拉擠環(huán)氧樹脂及其復(fù)合材料性能研究J. 玻璃鋼/復(fù)合材料, 2005, 5(1)6.7 章浩龍, 金國江, 張君武, 等. 原位聚合法納米材料改性不飽和聚酯樹脂研究J. 熱固性樹脂, 2004, 18(6): 10-13.8 王茂章, 賀福. 碳纖維及其復(fù)合材料J. 新型炭材料, 1989, 4: 000. 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告指導(dǎo)教師意見：本課題碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂E44復(fù)合材料性能的研究，查閱文獻(xiàn)較多，對課題有了一定的了解，