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碳纖維復(fù)合材料在汽車前地板下縱梁加強(qiáng)板應(yīng)用初探
2018-09-13 21:06:48· 來源：期刊—材料應(yīng)用 作者：郭琳琳徐勇范偉江吳慶春 （一汽轎車股份有限公司）
3.7落球沖擊試驗(yàn)
試驗(yàn)條件：室溫試驗(yàn)。落球尺寸Ф50±0.03mm，落球高度230mm，球質(zhì)量為500±5g，高溫型復(fù)合材料制成樣板及樣件經(jīng)過落球沖擊后外觀沒有變化，見圖3。
3.8NSS鹽霧試驗(yàn)
采用膠接法將碳纖維增強(qiáng)板粘接到下縱梁上。膠接疲勞性能好，減小應(yīng)力集中，而且還可以起到使碳纖維復(fù)合材料與鋼材隔離的作用，降低碳纖維復(fù)合材料與鋼接觸可能產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。鹽霧試驗(yàn)周期48h后兩種材料接觸面未見腐蝕現(xiàn)象，見圖4。
4分析與討論
經(jīng)過220℃造成環(huán)氧制品易變黃的因素有很多。本項(xiàng)目推斷主要是由于樹脂基體為環(huán)氧雙酚A結(jié)構(gòu)，其熱氧化形成發(fā)黃基團(tuán)。上述力學(xué)性能經(jīng)過烘烤后下降明顯也是由于樹脂中存在著苯環(huán)，產(chǎn)生了熱氧降解。為了探究熱氧降解對(duì)整個(gè)復(fù)合材料的微觀現(xiàn)象，進(jìn)行了掃描電鏡分析，熱失重分析以及紅外光譜分析，分別見圖5、圖6、圖7。從掃描電鏡上看，無論烘烤前后樹脂與碳纖維的結(jié)合程度沒有受到大的影響，從熱重分析結(jié)果看，烘烤對(duì)分解階段的影響也不大。從紅外光譜圖可以看出，烘烤后除了930cm-1處環(huán)氧基發(fā)生了反應(yīng)，與苯環(huán)相關(guān)的吸收峰（1563cm-1）也發(fā)生了變化，這與之前分析的熱氧降解原因相吻合。
5結(jié)束語
碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料用在結(jié)構(gòu)件上將會(huì)使其優(yōu)勢(shì)得到充分的發(fā)揮。但應(yīng)該解決其與車身的連接問題以及隨車身進(jìn)烘干爐烘烤溫度對(duì)外觀及性能的影響。本項(xiàng)目考察了碳纖維增強(qiáng)熱塑/熱固樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能、烘烤后性能以及與金屬粘接件的鹽霧腐蝕性能，并給出了烘烤條件對(duì)性能的影響原因分析。對(duì)今后考慮碳纖維在線涂裝隨車身過烘干爐以及實(shí)現(xiàn)與金屬車身的粘接提供了一些借鑒思路。國內(nèi)大多還處于研究階段，將碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件在量產(chǎn)車型上推廣，還需要進(jìn)行更深入系統(tǒng)的研究，這將是個(gè)長期和系統(tǒng)的工程。
來源：期刊—材料應(yīng)用
作者：郭琳琳徐勇范偉江吳慶春 （一汽轎車股份有限公司）
試驗(yàn)條件：室溫試驗(yàn)。落球尺寸Ф50±0.03mm，落球高度230mm，球質(zhì)量為500±5g，高溫型復(fù)合材料制成樣板及樣件經(jīng)過落球沖擊后外觀沒有變化，見圖3。
3.8NSS鹽霧試驗(yàn)
采用膠接法將碳纖維增強(qiáng)板粘接到下縱梁上。膠接疲勞性能好，減小應(yīng)力集中，而且還可以起到使碳纖維復(fù)合材料與鋼材隔離的作用，降低碳纖維復(fù)合材料與鋼接觸可能產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。鹽霧試驗(yàn)周期48h后兩種材料接觸面未見腐蝕現(xiàn)象，見圖4。
4分析與討論
經(jīng)過220℃造成環(huán)氧制品易變黃的因素有很多。本項(xiàng)目推斷主要是由于樹脂基體為環(huán)氧雙酚A結(jié)構(gòu)，其熱氧化形成發(fā)黃基團(tuán)。上述力學(xué)性能經(jīng)過烘烤后下降明顯也是由于樹脂中存在著苯環(huán)，產(chǎn)生了熱氧降解。為了探究熱氧降解對(duì)整個(gè)復(fù)合材料的微觀現(xiàn)象，進(jìn)行了掃描電鏡分析，熱失重分析以及紅外光譜分析，分別見圖5、圖6、圖7。從掃描電鏡上看，無論烘烤前后樹脂與碳纖維的結(jié)合程度沒有受到大的影響，從熱重分析結(jié)果看，烘烤對(duì)分解階段的影響也不大。從紅外光譜圖可以看出，烘烤后除了930cm-1處環(huán)氧基發(fā)生了反應(yīng)，與苯環(huán)相關(guān)的吸收峰（1563cm-1）也發(fā)生了變化，這與之前分析的熱氧降解原因相吻合。
5結(jié)束語
碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料用在結(jié)構(gòu)件上將會(huì)使其優(yōu)勢(shì)得到充分的發(fā)揮。但應(yīng)該解決其與車身的連接問題以及隨車身進(jìn)烘干爐烘烤溫度對(duì)外觀及性能的影響。本項(xiàng)目考察了碳纖維增強(qiáng)熱塑/熱固樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能、烘烤后性能以及與金屬粘接件的鹽霧腐蝕性能，并給出了烘烤條件對(duì)性能的影響原因分析。對(duì)今后考慮碳纖維在線涂裝隨車身過烘干爐以及實(shí)現(xiàn)與金屬車身的粘接提供了一些借鑒思路。國內(nèi)大多還處于研究階段，將碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件在量產(chǎn)車型上推廣，還需要進(jìn)行更深入系統(tǒng)的研究，這將是個(gè)長期和系統(tǒng)的工程。
來源：期刊—材料應(yīng)用
作者：郭琳琳徐勇范偉江吳慶春 （一汽轎車股份有限公司）
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