玄武岩纤维增强镁合金复合材料的制备

采用化学镀铜和未镀铜的玄武岩纤维为增强体、镁合金粉末为基体,用粉末冶金法制备了玄武岩纤维增强复合材料。借助扫描电镜表征玄武岩纤维表面和复合材料的微观形貌,并测试其压缩强度。结果表明:玄武岩纤维化学镀铜处理,覆盖了一层致密均匀且没有裂纹的镀层;镀铜纤维增强复合材料的组织致密,无明显微孔、微裂纹等缺陷,提高了纤维与镁合金基体之间的浸润性,复合材料的力学特性得到提高;在实验范围内,复合材料的压缩强度随镀铜纤维的含量增加而增加,体积分数为15%时,复合材料压缩强度最高。     

碳纤维表面处理及其对复合材料损伤容限特性的影响

将中等模量的TORAYCA T-800碳纤维进行不同等级的表面处理,用于BASF 5245C改性双-马来酰亚胺树脂体系的层压复合材料,以改进其损伤容限。研究了树脂-纤维界面及其对复合材料强度和断裂形态的影响。使用扫描电子显微镜检测横向拉伸试样中平行于纤维方向的断裂面,发现经标准的表面处理后的表面形态,出现了纤维拔出和纤维表面缺少基体粘附的区域。在较高等级表面处理的情况下,断裂的引发主要出现在树脂基体中,而不是在纤维-树脂基体的界面上。就复合材料损伤容限性能来说,由于增加了表面处理,测得的冲击后的压缩强度提高了20％。列出了复合材料的横向弯曲、横向拉伸和EDS性能。研究了用这些纤维增强的复合材料的ModeⅠ和ModeⅡ的微观力学性能,以便来说明层间断裂韧性的特性。根据对ModeⅠ或ModeⅡ断裂面的观察,表面处理的方法影响甚微;表面断裂与所获得的ModeⅠ/Ⅱ值有小的差异。     

纤维表面处理对聚乙烯纤维增强PMMA复合材料性能的影响

用液态氧化法对超高分子量聚乙烯纤维进行了表面处理 ,并对其表面形貌进行了SEM观察 ,采用真空浸渍法 ,成功制备出超高分子量聚乙烯纤维增强PMMA复合材料。详细阐述了纤维表面处理对复合材料弯曲 ,冲击性能的影响     

界面性能对刚性粒子填充高聚物力学行为的影响

用经过不同表面处理的玻璃微珠填充高密度聚乙烯,获得不同界面性能的复合材料.拉伸实验结果显示弹性模量和拉伸强度都随应变率的提高而提高.如果界面粘结强度低,复合材料的拉伸强度低于纯基体的拉伸强度.反之,复合材料的拉伸强度将提高.然而,强界面复合材料的冲击韧性最低.分析表明,如果界面很弱,由于界面过早开裂形成的空洞导致拉伸强度的降低.当界面粘结很强时,冲击韧性降低.为获得良好性能的复合材料,必须使界面的粘结强度适中.     

界面对Al_2O_3短纤维/Al-12Si复合材料断裂的影响

利用透射电镜拉伸台技术对Ａｌ２Ｏ３基复合材料的动态断裂行为进行原位观 察。实验结果显示，Ａｌ２Ｏ３短纤维增强Ａｌ－１２Ｓｉ复合材料在断裂行为的细节上与其它Ａｌ基 复合材料有所不同，它除在基体中可萌生微裂纹并扩展外．纤维／基体界面也是重要的裂纹源 及扩展路径，同时还发现裂纹在纤维薄弱处形核、扩展引起纤维断裂。导致这一结果的原因 可能在于，一是纤维／基体界面结合较弱，增加了界面开裂的几率，二是该复合材料纤维平均 长度大于其临界纤维长度，外加载荷可有效地从基体通过纤维／基体界面传递到纤维上来，当 纤维存在结构缺陷时会引起纤维的破坏。     

粉煤灰/Al-Mg合金基复合材料的实验研究

粉煤灰颗粒表面在收集、贮存过程中由于物理、化学吸附,使颗粒间相互聚集,分散性差。作为复合材料增强相时,颗粒的分散性直接影响复合材料的性能。先采用酸溶法对粉煤灰进行硫酸表面处理,再通过粉末冶金法制备改性粉煤灰/铝基复合材料。复合材料的密度随粉煤灰颗粒含量的增加逐渐减小,硬度随粉煤灰含量的增加先增加后降低,密度、硬度都随成型温度的升高而增大。SEM、XRD分析表明,经硫酸处理后的粉煤灰,其表面的极性降低,粉煤灰颗粒的分散性和活性提高,且硫酸只溶解在粉煤灰中的玻璃相,而晶体相不被溶解。650℃成型温度下粉煤灰在基体中分散均匀、硬度大、密度大,故650℃为较理想的成型温度。但复合材料中也存在缺陷,有少量气孔产生。     

航空发动机模拟环境对Hi-Nicalon纤维力学性能及微结构的影响

将Hi-Nicalon纤维在H_2O 14 kPa;O_28 kPa;Ar 78 kPa的模拟气氛环境中,分别加热到1300、1400、1500、1600℃,保温1h。测试各处理温度样品的断裂强度,通过扫描电子显微镜(SEM)观察纤维断口表面随温度的变化情况,并利用透射电子显微镜(TEM)观察随温度升高纤维的微结构变化。结果显示,随热处理温度的升高,纤维强度有所增加,纤维表面的钝化膜厚度增大,内部晶粒长大,层错等缺陷增多。氧化膜的存在和厚度的增加有利于阻止纤维活性氧化,从而保持了强度;而缺陷的增多则有利于松弛因温度升高而带来的各种内应力,协调纤维因受外力而产生的变形,使纤维能够承受更高强度的拉伸和冲击。     

超声冲击工艺参数对SMA490BW钢塑变层的影响

用HJ-Ⅲ型超声冲击设备对SMA490BW钢表面进行冲击处理,利用GX-51OLYMPUS金相显微镜观察冲击处理后试样表面微观结构的变化,测试试样冲击层的深度。结果表明:超声冲击使SMA490BW钢表层产生严重的塑性变形,电流相同时塑变层深度随着冲击时间的延长而增加;电流为2.0、1.5 A时的塑变层深度基本相同,说明塑变层深度并不会随冲击强度的增加而无限增加;冲击强度相对较大时,试样表层开始出现微观缺陷使表面质量劣化。     

La2O3/Al2O3氧化物添加比对Csf/SiC复合材料力学性能的影响

利用热压烧结技术制备高致密度的短碳纤维增韧碳化硅陶瓷基（Csf/SiC）复合材料。研究稀土氧化物添加比对烧结后Csf/SiC复合材料微观结构、力学性能和增韧机制的影响。结果表明：随着烧结助剂中La2O3含量增加,烧结后材料中SiC颗粒平均粒径减小,相对密度逐渐降低,而强度和韧性则先增加后降低;颗粒桥连、纤维拔出和裂纹偏转是该材料体系的主要增韧方式 。     

La2O3/Al2O3氧化物添加比对Csf/SiC复合材料力学特性的影响

利用热压烧结技术制备高致密度短碳纤维增韧碳化硅陶瓷基(Csf/SiC)复合材料。研究稀土氧化物添加比对烧结后Csf/SiC复合材料微观结构、力学特性和增韧机制的影响。结果表明:随着烧结助剂中La2O3含量增加,烧结后材料中SiC颗粒平均粒径减小,相对密度逐渐降低,而强度和韧性则先增加后降低;颗粒桥连、纤维拔出和裂纹偏转是该材料体系的主要增韧方式。     

超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的热氧老化行为

通过傅里叶变换红外光谱仪、差示量热扫描仪、动态热机械分析仪、万能强力试验机及扫描电镜测试手段探究超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维及UHMWPE纤维/氢化苯乙烯-丁二稀-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）复合材料的热氧老化机理,系统分析老化温度对UHMWPE纤维及其复合材料的结构和热性能、界面性能、机械强度和防弹性能的影响。研究结果表明：老化后的UHMWPE纤 维机械性能与热氧老化温度密切相关,经高温热氧老化后拉伸强度显著下降,但纤维结晶结构基本不变;UHMWPE纤维/SEBS复合材料在70 ℃和90 ℃热氧老化336 h后纤维与树脂界面已发生破坏;在90 ℃热氧老化672 h后,UHMWPE复合材料弯曲强度和弯曲模量分别下降了28%和49%;然而,在50 ℃、70 ℃及90 ℃下热氧老化1 344 h后,UHMWPE复合材料防1.1 g标准模拟破片的弹道极限速度v₅₀保持率均高于95%。     

纤维表面处理对三维编织碳纤维/环氧复合材料力学性能的影响

在对长碳纤维 /环氧复合材料 (Cl/Ep)研究的基础上 ,重点研究了纤维空气氧化和次氯酸钠氧化对三维编织碳纤维 /环氧复合材料 (C3D/Ep)力学性能的影响。结果表明 ,纤维表面处理可显著增强纤维 /基体的界面结合强度 ,使其力学性能大幅度提高。其中 ,空气氧化效果最为明显     

铜包覆多壁碳纳米管增强铝基复合材料的制备及力学性能

采用化学镀的方法在碳纳米管表面镀覆一层铜纳米颗粒,旨在改善其与铝基体之间界面结合性能,从而提高复合材料最终的力学特性,用常压烧结与高温模压、热挤加工相结合的工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料,通过X线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对经过表面化学镀的碳纳米管粉末和复合材料的结构与性能进行表征测试。结果表明:随着碳纳米管质量分数的增加(0~4.0%),复合材料的硬度逐渐上升,抗拉强度先升高后下降;当质量分数为3.5%,分别可达到207.74HB和453.84 MPa,比纯铝提高了230.6%和326.9%,相比不经任何处理直接添加碳纳米管制备的复合材料提高了47.5%和23.55%。     

钨丝增强锆基非晶合金复合材料动态变形特征研究

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对体积分数为60%和80%的钨丝增强锆基非晶合金复合材料进行了动态压缩实验,采用 X 射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料的原始组织以及动态变形特征和断口形貌。结果表明:在动态压缩载荷作用下,W 丝/Zr 基非晶复合材料没有明显的屈服现象即发生断裂;试样的动态压缩强度随着钨丝体积分数的增加而增加,体现了钨丝增强体对复合材料显著的强化作用;试样发生剪切断裂和纵向劈裂,在变形过程中钨丝发生劈裂并有屈曲失稳和翘起,非晶基体表现为软化后的脉状花样和脊状形貌,钨丝体积分数的不同,复合材料呈现出不同的断口特征。     

高温热处理对PAN基炭纤维抗氧化性的影响

C/C复合材料的氧化性能受增强炭纤维和基体炭所控制。将几种PAN基炭纤维进行高温热处理,然后将其与原丝进行对比氧化实验,结果表明,高温热处理后PAN基炭纤维的氧化速率降低了。X射线衍射分析、扫描电子显微分析和激光拉曼光谱分析等微观结构分析的结果表明,高温热处理可改善PAN基炭纤维的石墨微晶结构,从而提高炭纤维的抗氧化能力。     

添加Cu和T6下Mg2Si/Al复合材料的组织与性能

采用铸造法制备原位自生亚共晶Al-10Mg₂Si复合材料,研究Cu和T6热处理对该复合材料组织与力学性能的影响。结果表明:适量Cu的添加能显著减小共晶Mg₂Si相晶粒尺寸,使其晶体结构由粗大的长条状和汉字状转变为细小的条状和纤维状;同时使针状的β-Al₅Fe Si相转变为细小的不规则富Cu颗粒。经T6热处理后,质量分数为1.5%的Cu复合材料中的共晶Mg₂Si相完全球化。质量分数为1.5%的Cu添加同时提高了材料铸态下的抗拉强度(R_m)、屈服强度(R_p0.2)和伸长率(A),达317、169 MPa和2.3%,比未添加Cu提高了42.2%、24.3%和53.3%;经T6热处理的R_m和R_p0.2值分别增至332、181 MPa,而A值保持不变。同时,材料由脆性断裂完全转变为韧性断裂。     

球磨-液相氧化短碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用球磨鄄液相氧化法制备了表面改性的短碳纤维(SCF),选用改性后不同尺寸的短碳纤维增环氧树脂(EP),通过挤出成型法制备短碳纤维/ 环氧树脂(SCF/ EP) 复合材料. 利用原子力显微镜(AFM)检测和接触角测定等方法研究了改性短碳纤维的表面形貌及其与环氧树脂浸润性能的变化;借助扫描电子显微镜(SEM)观察及拉伸和冲击测试等手段表征SCF/ EP 复合材料的微观组织和力学性能,分析了其增强机制。结果表明:球磨鄄液相氧化法改善了纤维与树脂的浸润性能,SCF/ EP 复合材料拉伸强度和冲击强度最大值分别达到了71.2 MPa 和27.75 kJ/ m2,比纯环氧树脂提高了103.4%和63.9%. 短碳纤维增强SCF/ EP 复合材料的机制主要有脱粘和拔出机制、裂纹偏转机制和桥联机制。     

碳纤维含量对银-二硫化钼-石墨复合材料强度的影响

用粉末冶金法制备了碳纤维含量不同的碳纤维 /银 -二硫化钼 -石墨复合材料 ,测量它们的硬度和抗弯强度 ,并用扫描电镜观察分析了它们的显微组织和断口形貌。结果表明 :加入镀铜短碳纤维对基体起到了增强作用 ,并且随碳纤维含量的增加 ,碳纤维 /银 -二硫化钼 -石墨复合材料硬度和抗弯强度明显提高。