帶加熱功能的織物增強復合材料試制與性能研究.pdf

1、復合材料在建筑、航空領域有著廣泛應用，但是結冰、積雪會嚴重影響其安全應用，因此快速有效、無損傷的清除這些冰雪，是一項十分重大的工作。
　　本文綜述了當前常用的融雪化冰方式，在熱融雪法的基礎上，設計、試制了一種新型的帶加熱功能的織物增強復合材料，若用作建筑物屋頂和飛機機身、機翼的表層或表面材料，將預防暴雪、冰凍天氣對建筑物、航空等的影響。
　　課題選擇12K、6K、3K碳纖維和康銅絲四種材料為加熱元件，設計、織造出五種加熱絲沿

2、緯向分布的玻纖織物，并與不飽和聚酯樹脂復合，制成了共20塊復合板。然后對復合板進行通電，測試并分析了復合板內溫度場的分布以及影響復合板內溫度變化的因素，包括加熱絲的種類、功率值、加熱時間、加熱絲分布比例等因素。并對12K碳纖維和康銅絲作為加熱絲，與玻纖緯紗以1∶3比例分布的復合材料板的拉伸力學性能作了測試分析，得出以下結論:
　　(1)復合板內溫度分布取決于加熱絲的位置，溫度從加熱絲處向空白處傳遞，復合板內溫度值相對中軸線沿緯向呈

3、對稱分布，沿經向呈高低起伏的鋸齒狀分布，相對中心位置對角線方向呈梯度分布。
　　(2)在相同功率條件下，不同加熱絲的復合板溫度差值不大;通電功率與復合板溫度值呈正線性相關關系，同等條件下，功率越大，復合板溫度越大;隨著通電時間的增加，復合板短時間內溫度呈急劇增長，后逐漸增長緩慢，雖然呈上升趨勢，但基本趨于穩(wěn)定;相同功率下，不同分布比例的復合板可升高的溫度值比較接近，復合板內加熱絲分布越密集，復合板內溫度分布越均勻。
　　(3

4、)帶加熱功能的復合材料與不帶加熱絲的純玻纖復合材料相比，拉伸強度變化不大，拉伸彈性模量明顯減小，隨著通電時間的增加，帶加熱功能的復合材料拉伸強度減小，且加熱元件為康銅絲的比加熱元件為碳纖維的拉伸強度降低的更快，但是通電時間對復合板的彈性模量幾乎沒有影響。
　　綜合考慮帶加熱功能的織物增強復合材料的熱學、力學性能，可選擇12K碳纖維作為加熱絲，加熱絲緯密為8根/10cm，將其單獨作為緯紗與玻纖緯紗間隔織入織物，制成帶加熱功能的織物增