三种T700级碳纤维及其复合材料性能比较
李桂洋
李健芳杨云华郭鸿俊（航天材料及工艺研究所，北京100076）
孙宏杰
文摘对MT700、T700-A及T700-B三种碳纤维拉伸性能、表面形貌、单向板力学性能及网格加筋围筒轴压稳定性进行逐级对比研究。结果表明：MT700碳纤维拉伸性能达到同级别进口碳纤维水平且具有高模量特征；MT700碳纤维表面均布沟槽的结构特点使得MT700/603复合材料体系表现出良好的界面性能和拉伸-压缩匹配性，单向板压缩强度、层剪强度及弯曲强度均明显高于T700-A/603和T700-B/603；MT700/603网格加筋圆筒轴压破坏强度及模量分别达到870kN和108.2CPa，相比于T700-B/603分别提高11.5%和33.1%。 MT700碳纤维更适用于制备航天领域结构复杂承力构件。
关键词MT700碳纤维，复合材料，力学性能，网格加筋圆简，轴压稳定性
中图分类号：TB332
D0I:10.3969/j.issn.10072330.2016.04.008
Comparative StudyonPropertiesof ThreeT700GradeCarbon
Fibers and TheirEpoxy Matrix Composites
LI Guiyang
LI JianfangYANGYunhuaGUO Hongjun
SUNHongjie
( Aerospace Research Institute of Materials & Processing Technology, Beijing 100076)
AbstractThe tensile properties, surface morphology,laminate mechanical properties and AGS cylinder axial compression stability of MT700 carbon fiber have been studied gradually, compared with T700A and T700B carbon fibers. The tensile strength of MT700 has catch up with T700A and T700B. The homogeneous groove on fiber sur-face could effectively improve its interfacial property and tensile-compress compatibility. Therefore, the compressive strength, interlaminar shear strength and flexural strength for MT700/603 are superior to T700A/603 and T700B/ 603. The maximum failure load and axial compression modulus of MT700/603 AGS cylinder are as high as 870 kN and 108.2 GPa, respectively, which have increased by 11.5% and 33.1% compared to T700B/603. The results demonstrated that MT700 earbon fiber is suitable for preparing load-carrying component in aerospace structural com-posites.
Key wordsMT700 carbon fiber, Composite,Mechanical property,AGS cylinder,Axial compression stability
0引言
聚丙烯腈基碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳和低热胀系数等优异特性，是发展先进一代运载火箭、战略导弹的关键性基础材料(1-3)。根据拉伸性能指标，聚丙烯基碳纤维可以分为通用标模型（T300级）、高强标模型（T700级）、高强中模型（T800级）及高模型碳纤维。国外航天结构系统已经实现采用高强型T700级碳纤维取代通用型T300级碳纤维应用于制备复合材料主承力结构件[4-5]。目前，我国也突破了T700级碳纤维工程化
收日期：20160429
研制的关键技术并具备百吨级生产能力，力学性能已经达到同级别进口T700碳纤维水平(6-7)。然而，碳纤维在复合材料中性能的发挥不仅取决于自身的力学性能，还与碳纤维表面微观形貌密切相关。如东丽公司T700级碳纤维单丝圆度良好且表面光滑，复合材料界面性能较差，适用于主要发挥纤维拉伸强度的缠绕工艺；而东邦公司T700级碳纤维表面粗糙度大且存在沟槽，复合材料界面性能有所改善，表现出良好的压缩和剪切性能，适用于制备复杂的承力构件[8-10]。因此，研究国产T700级碳纤维性能及结构
作者简介：李桂洋，1985年出生，博士，主要从事耐高温热固树脂的设计与合成及先进树脂基复合材料成型工艺研究。E-mail：giyang_lee@outlook.com— 32
宇航材料工艺http://www.yhclgy.com2016年第4期
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