為驗證聚合物基體在真空環(huán)境產(chǎn)生的逸氣效應對復合材料尺寸穩(wěn)定性的影響，對環(huán)氧樹脂和氰酸脂兩種基體的碳纖維復合材料的真空逸氣性能進行了試驗研究。首先從理論上分析了膨脹系數(shù)與逸氣系數(shù)之間的關系，獲得了二者尺寸穩(wěn)定性存在差異的理論依據(jù)。然后設計了能夠精確測量尺寸和質(zhì)量變化的試驗組件，按照衛(wèi)星環(huán)境試驗條件對多組試驗組件進行了3輪真空試驗，精確測量了試驗前后試驗組件的尺寸和質(zhì)量。試驗結(jié)果表明：環(huán)氧樹脂基體和氰酸脂基體的復合材料質(zhì)損率(TML)分別為0.033%～0. 06%和0.014%～0.029%;環(huán)氧樹脂基體和氰酸脂基體的復合材料尺寸變化量分別為2～8 Vm和1～3 lum。另外，環(huán)氧樹脂基試件的質(zhì)量變化約為氰酸脂基的2倍，說明兩種材料在真空環(huán)境下的尺寸穩(wěn)定性有差異。
空間科學作為人類認識自然最前沿的科學領域之一，已經(jīng)成為各科技大國競相追逐的目標，而空間相機是偵測和探索空間科學最重要的載荷之一。在空間相機領域，人們追求更高的分辨率、更大的覆寬、更廣的視場角，導致空間相機向著長焦距、大口徑、大曲率半徑的方向發(fā)展，也使得相機的體量越來越大。同時空間相機又對光學系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著越來越高的要求，這就給空間相機的結(jié)構(gòu)設計、選材帶來了極大的困難。為減輕相機質(zhì)量的同時保證相機的穩(wěn)定性，長焦距空間相機常采用桁架結(jié)構(gòu)進行設計，由于碳纖維復合材料具有較高的比剛度、接近零的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)勢，越來越多的被應用于空間相機中。作為主要的支撐材料，碳纖維復合材料在真空環(huán)境中的尺寸穩(wěn)定性對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定起著至關重要的作用。
本文開展了真空逸氣對碳纖維復合材料尺寸穩(wěn)定性影響的研究。針對以氰酸脂、環(huán)氧樹脂為基體的兩種復合材料在常壓和真空兩種環(huán)境下質(zhì)量和尺寸的變化進行反復試驗，驗證了兩種不同基體的復合材料吸氣、逸氣對尺寸穩(wěn)定性的影響，并通過對兩種材料試驗數(shù)據(jù)的對比，說明兩種材料在真空環(huán)境下對尺寸穩(wěn)定性影響方面的差異。
資料下載：
真空逸氣對復合材料尺寸穩(wěn)定性的影響.pdf
資料下載：
真空逸氣對復合材料尺寸穩(wěn)定性的影響.pdf
魯ICP備2021047099號