空間探測(cè)技術(shù)的發(fā)展要求探測(cè)精度不斷提高,加大空間光學(xué)鏡面的口徑成為了有效手段,而更大的口徑意味著自重的增加,發(fā)射成本和難度也隨之增加,傳統(tǒng)的玻璃材料、金屬材料和陶瓷材料等已經(jīng)漸漸無(wú)法滿足要求。因此,采用合理的材料對(duì)空間光學(xué)鏡面進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)成為了亟需解決的問(wèn)題。本論文選擇了碳纖維/氰酸酯復(fù)合材料作為輕量化空間光學(xué)鏡面的制作材料。首先,通過(guò)對(duì)氰酸酯樹脂基體改性,制備出滿足空間結(jié)構(gòu)要求的樹脂基體,沖擊強(qiáng)度達(dá)到16.4KJ/m2,彎曲強(qiáng)度達(dá)到127MPa,拉伸強(qiáng)度達(dá)到73MPa,斷裂延伸率達(dá)到3.4%,吸濕性能比傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂降低了 83%～85%;其次,通過(guò)對(duì)碳纖維/氰酸酯復(fù)合材料進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì),使碳纖維/氰酸酯復(fù)合材料達(dá)到準(zhǔn)零膨脹狀態(tài),0°與90°層合板的彈性模量分別為82.1GPa和76.3GPa,熱膨脹系數(shù)分別為0.78×10-6和0.95×10-6;輻照后碳纖維/氰酸酯復(fù)合材料的力學(xué)性能保留率大于84%,耐輻照性能優(yōu)異;碳纖維/氰酸酯復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度比碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料提高了 35%,碳纖維/氰酸酯復(fù)合材料的真空逸氣性能和耐吸濕性能明顯優(yōu)于碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料,滿足空間光學(xué)鏡面... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１樹脂澆鑄體拉伸試樣尺寸圖??

２．?５．?２彎曲實(shí)驗(yàn)??樹脂澆鑄體彎曲實(shí)驗(yàn)按照ＧＢ／Ｔ?２５６７－２００８標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣的外觀檢查、狀態(tài)調(diào)節(jié)??和尺寸的精確測(cè)量后在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行彎曲實(shí)驗(yàn)，試樣形狀如圖２．３所示，環(huán)境溫度??為（２３±２）?°Ｃ，相對(duì)濕度（５０±５）?％，速率為２ｍｍ／ｍｉｎ，實(shí)驗(yàn)結(jié)果�。祩�(gè)有效試樣數(shù)據(jù)??的算術(shù)平均值。本實(shí)驗(yàn)中，取試樣厚度／ｚ為４±０．２＿，寬度６為１５ｍｍ，長(zhǎng)度／不小于??２０六。碳纖維／氰酸酯復(fù)合材料的彎曲實(shí)驗(yàn)按照ＧＢ／Ｔ?１４４９－２００５標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，條件與樹脂澆??鑄體相同，試樣形狀也相同，厚度Ａ為１？３ｍｍ，寬度６為１５±０．５ｍｍ，長(zhǎng)度／最小為??２０／２。?????????］?Ｊ?１?ｂ??圖２．３樹脂澆鑄體和復(fù)合材料彎曲試樣形狀圖??２．?５．?３沖擊實(shí)驗(yàn)??按照ＧＢ／Ｔ?２５６７－２００８樹脂澆鑄體沖擊試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試樣的外觀檢查、狀態(tài)調(diào)??節(jié)和尺寸的精確測(cè)量，并在沖擊試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試沖擊強(qiáng)度，試樣尺寸如圖２．４所示，環(huán)境??溫度為（２３±２）?°Ｃ，相對(duì)濕度（５０±５）?％，實(shí)驗(yàn)結(jié)果�。祩�(gè)有效試樣數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。??１８??

氰酸酯樹脂與熱固性樹脂共聚的增軔原理與同熱塑性樹脂共混進(jìn)行增軔類似，因此也會(huì)??影響氰酸酯樹脂的耐熱性和耐吸濕性等�；谝陨显�，本文的研究拋開了以往的改性??思路，轉(zhuǎn)而從樹脂的分子結(jié)構(gòu)角度出發(fā)改性氰酸酯樹脂，如圖３．１所示為氰酸酯樹脂改??性前后分子構(gòu)象的變化，這種改性手段采用了分子構(gòu)象比較多的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂與??氰酸酯樹脂共聚，增加了分子鏈段的自由體積，也降低了分子結(jié)構(gòu)中三嗪環(huán)的含量，使??其在工藝條件下具有合適的粘度，得到對(duì)氰酸酯樹脂增韌改性的效果，從而設(shè)計(jì)出滿足??熱熔預(yù)浸工藝和模壓成型工藝條件的氰酸酯樹脂材料。???（ａ）未改性氰酸酯樹脂?（ｂ）改性氰酸酯樹脂??圖３．１氰酸酯樹脂改性前后分子構(gòu)象??３．?２氰酸酯樹脂的改性研究??３．２．?１催化劑種類的選擇??氰酸酯單體在加熱的情況下，傾向于通過(guò)分子間反應(yīng)生成三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)，但是事實(shí)上??三嗪環(huán)反應(yīng)在無(wú)任何催化劑存在的情況下很難進(jìn)行。研究表明，氰酸酯單體中存在的少??量水分以及在合成中殘留下來(lái)的酚和金屬離子等都可催化氰酸酯的固化，即在加熱的條??件下，氰酸酯單體自身含有的活潑氫等雜質(zhì)與單體發(fā)生反應(yīng)，生成的中間體或產(chǎn)物對(duì)氰??酸酯的固化起到催化作用

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2970699