碳纖維復(fù)合材料作為一種PEEK基碳纖維預(yù)浸絲束成型工藝研究復(fù)合材料，具有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良特性，在航空航天、汽車制造、化工廠等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。碳纖維復(fù)合材料的制造涉及到多種技術(shù)和工藝，其中預(yù)浸絲束成型工藝是關(guān)鍵技術(shù)之一。本文主要對(duì)PEEK基碳纖維預(yù)浸絲束成型工藝進(jìn)行研究，通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，探究該工藝的規(guī)律和特點(diǎn)，為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

一、實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)采用PEEK纖維和碳纖維作為原材料，其中PEEK纖維型號(hào)為T300B-3K，是一種高強(qiáng)度、高模量的高性能纖維；碳纖維型號(hào)為T700S-1K，具有高強(qiáng)度、高剛性和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。
 

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采用預(yù)浸絲束成型工藝制備碳纖維復(fù)合材料。首先將碳纖維和PEEK纖維按照一定比例混合在一起，然后經(jīng)過高溫熔融和浸漬處理，制備成預(yù)浸絲束。將預(yù)浸絲束按照一定規(guī)律鋪設(shè)在模具表面，再經(jīng)過高溫壓制和固化處理，最終制備成碳纖維復(fù)合材料。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 預(yù)浸絲束成型工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料性能的影響

預(yù)浸絲束成型工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料的性能具有重要影響。本文選取預(yù)浸溫度、預(yù)浸時(shí)間和纖維體積含量作為主要工藝參數(shù)，探究它們對(duì)復(fù)合材料性能的影響。

2.1.1 預(yù)浸溫度對(duì)復(fù)合材料性能的影響

本實(shí)驗(yàn)采用不同的預(yù)浸溫度(25℃、45℃、75℃、105℃)，探究其對(duì)復(fù)合材料性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著預(yù)浸溫度的升高，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度先增大后減小，當(dāng)預(yù)浸溫度為75℃時(shí)，復(fù)合材料的性能最佳。

2.1.2 預(yù)浸時(shí)間對(duì)復(fù)合材料性能的影響

本實(shí)驗(yàn)采用不同的預(yù)浸時(shí)間(30min、60min、90min、120min)，探究其對(duì)復(fù)合材料性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著預(yù)浸時(shí)間的增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度逐漸增大，當(dāng)預(yù)浸時(shí)間為90min時(shí)，復(fù)合材料的性能最佳。

2.1.3 纖維體積含量對(duì)復(fù)合材料性能的影響

本實(shí)驗(yàn)采用不同纖維體積含量的預(yù)浸絲束(30%、40%、50%、60%)，探究其對(duì)復(fù)合材料性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著纖維體積含量的增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度先增大后減小，當(dāng)纖維體積含量為50%時(shí)，復(fù)合材料的性能最佳。

2.2 優(yōu)化工藝參數(shù)的復(fù)合材料性能測(cè)試

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇最優(yōu)化的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)制備得到的碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)預(yù)浸溫度為75℃，預(yù)浸時(shí)間為90min，纖維體積含量為50%時(shí)，制備得到的碳纖維復(fù)合材料性能最優(yōu)，其拉伸強(qiáng)度為240MPa，彎曲強(qiáng)度為280MPa。