本书针对碳纤维复合材料在汽车等领域的轻量化应用,围绕碳纤维复合材料的基础材料技术、复合材料成型制造技术、装备制造技术、复合材料轻量化应用技术和循环利用技术等,介绍了复合材料工程化技术研发和复合材料轻量化汽车车身制造技术等方面的系统工作。本书将材料科学、材料制造技术、装备制造技术和材料应用技术相结合,向读者呈现了一条由材料到应用、兼顾工艺和装备、前瞻材料循环再利用的完整示范技术链。
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序言
前言
第1章 聚丙烯睛基碳纤维制备与表征 1
1.1 概述 1
1.2 聚丙烯睛原丝 5
1.2.1 聚合 6
1.2.2 纺丝 0
1.3 热处理 20
1.3.1 预氧化 21
1.3.2 炭化 26
1.4 表面处理与政性 31
1.4.1 阳极氧化处理 31
1.4.2 纳米碳材料改性 37
1.5 表征检测 43
1.5.1 PAN 分子量及其分布 44
1.5.2 预氧化纤维皮芯结构 47
1.5.3 碳纤维及原丝孔洞缺陆 52
参考文献 54
第2章 礁纤维增强树脂基复合材料的循环利用 59
2.1 概述 59
2.2 碳纤维增强热固性树脂复合材料回收技术 61
2.2.1 废弃CFRP 回收技术难点 61
2.2.2 物理回收 62
2.2.3 热分解 63
2.2.4 溶剂分解 76
2.2.5 组合回收工艺及各种回收工艺比较 90
2.3 回收碳纤维在树脂基复合材料中的再应用 92
2.3.1 回收碳纤维增强热塑性树脂基复合材料制备技术 92
2.3.2 回收碳纤维增强热回性树脂基复合材料制备技术 96
2.4 碳纤维复合材料循环利用商业化过程中面临的困难及挑战 101
参考文献 102
第3章 快速液态模盟成型用热塑性基体材料技术 110
3.1 概述 110
3.1.1 被态模塑成型基本原理和特点 110
3.1.2 液态模塑成型用热塑性树脂基体材料特性 112
3.2 己内酷胶阴离子原位开环聚合成型技术 112
3.2.1 己内酷腊开环聚合过程中的流变性能 113
3.2.2 聚合工艺参数对APA6 树脂基体性能的影响 115
3.2.3 聚合工艺参数对APA6 树脂基复合材料结构和性酶的影响 119
3.2.4 GF/APA6 复合材料树脂基体结晶动力学研究 129
3.3 环状对苯二甲酸I二醇醋原位开环聚合成型技术 136
3.3.1 αr 树脂开环聚合过程中的流变性能 139
3.3.2 聚舍工艺参数对C町树脂基体性能的影响 140
3.3.3 聚合工艺参数对pC:町树脂基复合材料结构和性能的影响 147
3.3.4 CBTk己内醋共聚醋的非等温结晶动力学研究 157
参考文献 166
第4章 纤维变角度牵引铺缝预成型及应用技术 170
4.1 概述 170
4.1.1 VAT 技术的基本原理 170
4.1.2 VAT 技术的发展现状 171
4.2 VAT 技术制备纤维预成型体 73
4.2.1 VAT 技术用基材的优选 73
4.2.2 纤维轨迹规划 177
4.2.3 开孔/开窗预成型体制备 183
4.3 基于VAT 技术的复合材料开孔补强技术 186
4.3.1 基于VAT 技术的一体化开孔补强技术 186
4.3.2 基于VAT 技术的螺栓连接补强技术 194
4.4 基于VAT 技术的热塑性复合材料热压制备技术 197
4.4.1 热塑性复合材料层合板的制备 197
4.4.2 成型工艺参数对复合材料层合板结构和性能的影响 199
4.4.3 热处理对复合材料层合板结构和性能的影响 204
4.5 基于VAT 技术的复合材料缝合技术 206
4.5.1 基于VAT 技术的缝舍复合材料层合板的制备 206
4.5.2 缝合对复合材料商内力学性能的影响 207
4.5.3 缝舍对复合材料低速冲击响应和损伤的影响 213
4.5.4 缝合对复合材料层间断裂韧性的影响 220
参考文献 223
第5章 快速树脂传递模盟成型技术 226
5.1 概述 226
5.2 注肢设备 228
5.2.1 设备选型因素 228
5.2.2 RTM 注胶机工作原理及设备 228
5.3 基于多点注射的快速RTM 模具设计技术 231
5.3.1 RTM 模具设计前注意事项 231
5.3.2 RTM 模具设计的一般步骤及要求 232
5.3.3 RTM 模具设计实例 238
5.4 注胶工艺设计与优化 244
5.4.1 纤维预成型技术 244
5.4.2 环氧树脂体系的选择 248
5.4.3 树脂化学流变行为的影响 248
5.5 RTM 工艺质量与稳定性控制 260
5.5.1 RTM 工艺常见缺陷的形成及预防 260
5.5.2 RTM 工艺稳定性控制 262
5.5.3 RTM 工艺质量控制 264
参考文献 266
第6章 热塑性复合材料热压成型技术 268
6.1 概述 268
6.2 热压成型用热塑性树脂基体的热性能和流变特性研究 269
6.3 热塑性预浸片材的制备 272
6.3.1 热塑性预寝片材的熔融浸渍制备工艺 272
6.3.2 热塑性预浸片材熔融浸费制备的工艺优化 275
6.4 热塑性复合材料层合板的连续化热压成型制备 282
6.4.1 热塑性复合材料的层压成型技术 282
6.4.2 连续化热压成型工艺参数优化以及对复合材料结构性能的影响 285
6.5 热塑性复合材料结构件的快速冲压成型 299
6.5.1 热塑性复合材料制件的快速冲压成型技术 299
6.5.2 热塑性CFjPPS 复合材料副保险杠的快速冲压成型 302
6.6 热塑性复合材料结构件的性能表征及评价 308
6.6.1 热塑性CFjPPS 复合材料副保险杠的尺寸精度测量 308
6.6.2 热塑性CFjPPS 复合材料副保险杠的碰撞性能测试 312
参考文献 318
第7章 复合材料产晶规模化制备 321
7.1 概述 321
7.2 自动生产线总体规划 322
7.2.1 规模化生产的工艺规划 322
7.2.2 生产线的总体设计 323
7.3 干态预浸机的研制 324
7.3.1 干态预漫机的工作原理 324
7.3.2 干态预浸机的设计 324
7.4 双钢带压机的研制 332
7.4.1 双铜带压机的工作原理 332
7.4.2 双钢带压机的设计 332
7.5 快速热压成型系统的研制 339
7.5.1 快速热压成型生产线规划 339
7.5.2 快速热压戚型的关键设备 342
7.5.3 自动化生产线集成化智能控制 347
7.6 复合材料自动热压成型生产线的应用 355
参考文献 356
第8章 碳纤维复合材料轻量化应用技术 357
8.1 概述 357
8.2 碳纤维复合材料幸身轻量化应用技术 358
8.2.1 复合材料汽车车体设计技术 360
8.2.2 复合材料汽车车身制造技术 362
8.2.3 复合材料汽车部件连接装配技术 368
8.2.4 碳纤维复合材料电动示范车制造实例 369
8.3 碳纤维复合材料元人机轻量化应用技术 384
8.3.1 复合材料元人机机体设计技术 385
8.3.2 复合材料元人机部件制造技术 390
8.3.3 复合材料无人机部件装配技术 405
8.3.4 复合材料元人机部仲性能翻试评价技术 409
参考文献 411