發(fā)布時間：2024-05-31 23:59

　　輕量化技術(shù)能夠減輕結(jié)構(gòu)重量、節(jié)約燃料和提高有效載荷,在工業(yè)中有著越來越廣泛的應(yīng)用,是當(dāng)今一個十分重要的研究趨勢,因此很多研究者將研究目光放在了壓力容器輕量化這一課題上,尤其是研究以塑料為內(nèi)襯的Ⅳ型壓力容器。本課題計劃研究聚乙烯內(nèi)襯,這種壓力容器雖然質(zhì)量較輕,但是卻有以下缺點:首先,聚乙烯塑料為難粘接塑料,表面呈化學(xué)惰性,與碳纖維復(fù)合材料之間的界面結(jié)合狀況遠(yuǎn)不如金屬與復(fù)合材料之間的結(jié)合狀況,導(dǎo)致壓力容器纖維層難以起到承力作用;其次,聚乙烯及其復(fù)合材料對氣體的阻隔性相關(guān)研究較少,需要深入研究塑料內(nèi)襯層能否在一定壓力下對滲透氣體的運動進行阻隔,并分析氣體分子在材料內(nèi)的運動機制。綜合以上兩點,本課題主要研究內(nèi)容如下。首先,本文通過液相氧化法與等離子體刻蝕法對高密度聚乙烯板表面進行處理,并對改性前后的材料表面進行表征。通過掃描電子顯微鏡SEM觀察處理前后聚乙烯的表面形貌;傅立葉紅外光譜FTIR分析材料表面可能存在的官能團;接觸角實驗觀察材料表面潤濕性的改變;拉伸剪切試驗測試改性前后聚乙烯與碳纖維板之間的界面剪切力。其次,通過Materials studio 2018軟件模擬氦氣在不同狀態(tài)下聚乙烯...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 壓力容器研究現(xiàn)狀
        1.2.1 壓力容器研究背景
        1.2.2 金屬內(nèi)襯壓力容器研究進展
        1.2.3 聚合物內(nèi)襯壓力容器研究進展
    1.3 聚乙烯表面處理研究
        1.3.1 化學(xué)氧化處理法
        1.3.2 等離子體處理法
        1.3.3 輻射接枝處理法
        1.3.4 電暈處理法
        1.3.5 其他處理方法
    1.4 氦檢漏儀工作原理
    1.5 氣體分子在聚合物內(nèi)運動的分子模擬過程
        1.5.1 氣體分子在聚合物中擴散的分子模擬研究進展
        1.5.2 蒙特卡洛及其基本原理
        1.5.3 分子動力學(xué)及其基本原理
        1.5.4 分子模擬結(jié)果分析方法
    1.6 課題的研究意義及主要內(nèi)容
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第2章 實驗材料和實驗方法
    2.1 實驗材料與實驗設(shè)備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗設(shè)備
    2.2 實驗過程及表征方法
        2.2.1 實驗過程
        2.2.2 表征測試方法
第3章 聚乙烯表面改性
    3.1 引言
    3.2 聚乙烯/碳纖維復(fù)合材料界面表征
        3.2.1 界面剪切測試試樣的制備
        3.2.2 界面剪切測試
    3.3 改性聚乙烯表面性能表征
        3.3.1 微觀結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 聚乙烯表面接觸角測試
        3.3.3 傅立葉紅外光譜表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章 氦氣分子在聚乙烯中滲透行為的分子模擬
    4.1 引言
    4.2 模擬部分
        4.2.1 建立分子結(jié)構(gòu)模型
        4.2.2 體系模型的構(gòu)建及優(yōu)化
        4.2.3 蒙特卡洛法計算溶解度系數(shù)
        4.2.4 體系內(nèi)自由體積的計算
        4.2.5 擴散系數(shù)的計算
        4.2.6 滲透系數(shù)的計算
    4.3 模擬結(jié)果與討論
        4.3.1 填料對氣體滲透系數(shù)的影響
        4.3.2 壓力對氣體滲透系數(shù)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 氦檢漏裝置設(shè)計與氦檢漏實驗
    5.1 引言
    5.2 氦檢漏裝置設(shè)計
    5.3 氦檢漏實驗
        5.3.1 測試原理
        5.3.2 測試操作步驟
        5.3.3 計算過程
        5.3.4 實驗結(jié)果
        5.3.5 滲透系數(shù)模擬值與實驗值的對比
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3985267