碳纤维-环氧树脂液氧相容性研究方案设计开题报告

全文总字数：3388字

1. 研究目的与意义（文献综述）

航天运载器作为能够将人造卫星、空间站、飞船等太空装置送入宇宙空间的重要飞行载具，是一个国家航天科技水平的重要标志。美国航空航天局（nasa）通过研究发现，只有将净重和发射总重量的比值控制于0.092以内，才能实现航天器可重复使用的目的。因此，采用具有高比强度、高比模量且质量轻的树脂基复合材料代替传统金属材料用以制备低温液氧贮箱能够很好地完成航天运载器的减重任务，并且其还具有能够根据制品要求灵活设计的特点和优点。

应用于碳纤维增强复合材料(cfrp)液氧贮箱材料体系需要具备液氧相容性。而与液氧的相容性主要是由组成复合材料的树脂基体所决定的。因此，研究复合材料与液氧的相容性问题即研究复合材料与树脂基体的相容性问题。液氧相容性即当材料在液氧环境中受到外界作用力（如撞击、摩擦、静电等）时，材料不会发生爆炸、火花、燃烧等剧烈的化学反应。而如果材料在液氧环境中受到外界作用力而发生爆炸、火花、燃烧等现象，则称其为与液氧不相容。

目前国内在该方面的研究主要有：王戈从材料热氧老化、阻燃、闪点等角度入手，提出了液氧相容性的本质是材料的热氧老化过程，通过实验总结出树脂基体的热分解温度是材料液氧相容性的重要影响因素之一。她通过向树脂体系中添加阻燃剂、抗氧化剂等提高了树脂体系的热分解温度、闪点、阻燃性，同时也降低了材料对液氧的敏感性，提高了液氧相容性。武湛军等通过对环氧树脂进行阻燃改性的方式，制备得到了改性双酚a型和改性双酚f型环氧树脂，并对其进行液氧冲击试验，结果表明经过这种方式改性后的环氧树脂是液氧相容的。舒鹏对碳纤维/改性环氧复合材料在液氧低温条件下的界面性能、液氧相容性等进行研究，并发现低温条件下材料的界面强度明显提高，冷热循环次数对材料的液氧冲击敏感性有较大影响。

2. 研究的基本内容与方案

（1）文献调研及理论学习

通过国内外相关文献的调研，了解国内外关于液氧相容性研究的概况、发展趋势、性能影响因素以及碳纤维-环氧树脂材料与社会、健康、安全以及环境等因素的关系。

（2）液氧相容性材料的设计

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。同时明确研究内容，确定研究体系，了解研究所需原料、仪器和设备，确定技术方案，并完成开题报告；

第4-7周：制定环氧树脂液氧相容性的合成路线、拟定合成配方；

第8-11周：设计环氧树脂液氧相容性配方，确定环氧树脂/固化剂种类、试样制备方法以及环氧树脂液氧相容性性能测试分析手段；

4. 参考文献（12篇以上）