连续玄武岩纤维增强复合材料力学性能试验研究

连续玄武岩纤维(CBF)由于其优异的力学性能、物理性能和较低的价格,在土木工程中应用前景广泛。CBF可以与树脂复合制作片状、板状、筋状等各种各样的复合材料(CBFRP),在实际工程中科学合理应用CBFRP,必须对其力学性能作深入了解。对CBFRP片材和棒材的力学性能进行研究,重点讨论了影响CBFRP力学性能的各种参数,研究结果可为CBF及其CBF片材生产厂家提供参考,并为CBF的深入研究和工程应用打下基础。     

玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料界面的FTIR和XPS表征

分别用浓度为0.8wt%和1.0wt%的KH550硅烷偶联剂处理玄武岩纤维布,并制作成玄武岩纤维增强环氧树脂(Basalt fiber reinforced epoxy resin,BFR-Epoxy)。根据FTIR测试结果的分析,可推测出纤维与树脂之间产生了C-OR键,即C-O-NH和C-O-Si键。树脂的环氧基断裂与纤维表面氨基形成的C-O-NH键;树脂中羟基与纤维表面的硅醇基形成的C-O-Si键。XPS测试证实了1.0wt%组复合材料的化学键C-OR的峰面积比大于0.8wt%组,表明前者具有更好的粘结效果。     

玄武岩纤维及其复合材料基本力学性能实验研究

本文对一种国产玄武岩纤维及其复合材料的基本力学性能进行了实验研究,并对纤维的化学组成和表面状态进行了分析。结果表明,所研究的玄武岩纤维丝束的拉伸性能低于S-2玻璃纤维,分散性较大;玄武岩纤维/环氧648复合材料的基本力学性能多数与S-2玻璃纤维/环氧648复合材料相近,部分性能甚至高于后者。     

玄武岩纤维增强复合材料板簧设计与制备

以某轻型货车用板簧为研究对象,以玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料代替弹簧钢减轻车辆板簧质量为目的,通过材料优化设计、结构优化设计,确定了复合材料设计方案,利用ANSYS仿真设计软件对复合材料板簧进行了力学性能分析,采用树脂传递模塑(RTM)制备工艺制备了玄武岩增强复合材料板簧。结果表明,优化后的玄武岩纤维增强复合材料板簧静态强度、动态疲劳寿命能够满足设计和使用要求,通过了静载和台架疲劳试验,且质量相对于弹簧钢板簧减重55%。     

玄武岩纤维增强聚丙烯基复合材料的力学性能研究

本文主要研究玄武岩增强聚丙烯复合材料的力学性能。分别制备了玄武岩纤维含量为10%、20%、30%和40%的纤维增强复合材料,并分析纤维含量对复合材料拉伸性能和弯曲性能的影响。研究表明,玄武岩纤维的加入大幅度提高了复合材料的拉伸性能和弯曲性能,但复合材料的断裂伸长率有所下降;随着玄武岩纤维含量的增加,复合材料的拉伸、弯曲强度和模量呈先增加后减小的趋势,当纤维含量在30%时达最大值;复合材料的弯曲强度和模量的变化规律与拉伸性能相同。     

芳纶纤维增强S—145改性环氧树脂复合材料

S—145改性环氧树脂是一种粘度低、性能稳定和适于缠绕成型复合材料的理想树脂。用该树脂体系与芳纶纤维制成的单向复合材料(缩写为KFRP)具有优异的力学性能。     

玄武岩纤维/玄武岩颗粒增强高密度聚乙烯复合材料性能

玄武岩纤维(BF)和玄武岩颗粒(BP)增强高密度聚乙烯(PE-HD)力学性能优良,特别是硬度较高,用于防白蚁高压电缆护套的制造。首先利用硅烷偶联剂KH550对BF和BP进行表面改性,然后利用转矩流变仪熔融共混BP、BF和PE-HD,最后通过微型注塑机制备不同填料含量的PE-HD/BF/BP复合材料。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、同步热分析仪、万能试验机、动态力学性能分析仪、邵氏硬度计、流变仪等研究复合材料的形态、力学性能、结晶性能、热稳定性能及流变性能等。结果表明,与PE-HD相比,BF和BP填料的引入显著增强了PE-HD/BF/BP复合材料的力学性能和热稳定性能,当BF含量为20份,BP含量为10份时(BF20BP10),复合材料的力学性能最优,拉伸强度和拉伸弹性模量分别为47.51 MPa和3 331.39 MPa,分别增加了41.7%和211%,硬度达到70.2HD,明显超出防白蚁电缆对硬度的要求,即大于65HD,因此具有更优异的防白蚁啃食性能。与其它配方相比,BF20BP10复合材料具有较高的结晶度、储能模量,较小的损耗因子。因此,PE-HD/BF/BP复合材料的最优配方...     

连续玄武岩纤维及其复合材料的研究

本文通过对玄武岩连续纤维在原料、物理、化学性能以及用其增强各类树脂的性能方面做了比较详细的分析对比,并由此认为,玄武岩连续纤维在耐高温、抗高温热振性、耐酸碱、弹性模量、介电等性能方面具有一定的优势,用其增强树脂在性能方面普遍优于玻璃纤维增强的玻璃钢体,它在航空航天、冶金、化工、建筑等领域具有较为广阔的应用前景。     

玄武岩纤维表面化学改性对PA6基复合材料力学性能影响

通过熔融共混制备玄武岩纤维(BF)/尼龙6(PA6)复合材料,研究化学处理BF对复合材料界面结合性能的影响,并对BF与复合材料进行微观表征.结果表明,H2 SO4与KOH处理后的纤维表面均发生变化,与PA6基体之间的界面结合强度有所提高,1 mol/L的H2SO4处理的复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为102.44 M...     

不同改性方法对竹纤维增强环氧树脂复合材料性能的影响

采用碱/硅烷偶联剂(KH550)和碱/KH550/二苯甲基二异氰酸酯(MDI)对竹纤维进行表面改性,并制备了环氧树脂/竹纤维复合材料,研究了两种表面改性方法对复合材料的力学性能及热稳定性的影响.结果表明,竹纤维经改性后,复合材料的拉伸强度显著提升,两种改性方法制备的复合材料在拉伸强度上无较大区别,但与碱/KH550改性...     

短切纤维增强环氧树脂力学性能研究

采用熔融共混工艺制备了短切碳纤维（SCF）和无碱玻璃纤维（SGF）填充TDE-85环氧树脂（EP）复合材料。研究了不同纤维用量对复合材料力学性能的影响;利用扫描电子显微镜（SEM）考察了材料冲击断口的显微结构和断裂形态。研究表明：两种短切纤维增强TDE-85环氧树脂复合材料的力学性能整体趋势相似;纤维质量分数低于20％时,SCF增强复合材料的各项力学性能均优于SGF增强复合材料。而SGF增强复合材料的综合力学性能在纤维质量分数为30％时达到最高。     

RTM制备玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能分析

以环氧树脂为基体,短切玻璃纤维和玻璃纤维布为增强材料,通过RTM工艺制备了玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)复合材料,并研究了RTM工艺制备玻璃纤维布增强环氧树脂(L-GF/EP)和短切玻璃纤维增强环氧树脂(S-GF/EP)复合材料的拉伸和弯曲性能,分析了开孔对两种复合材料拉伸性能的影响。结果表明:在拉伸过程中,开孔试样因孔边产生的应力集中,导致其拉伸强度与无孔试样相比下降了30%左右;玻纤铺层类型的不同对复合材料的力学性能具有显著影响;L-GF/EP复合材料内部结构完整,在载荷作用下,复合材料的弯曲断裂呈现一定的假塑性断裂模式,达到弯曲极限挠度值后,出现一定程度的回弹现象,其力学性能优于S-GF/EP复合材料。     

碳纤维三维网络体增强环氧树脂复合材料的性能

以酚醛树脂粘结短切碳纤维(SCF)并炭化制得碳纤维三维网络增强体(CFNR),再采用真空袋成型法浸入环氧树脂(EP)制得新型EP/CFNR复合材料。通过显微镜观察CFNR和复合材料的微观结构,采用万能试验机测试力学性能,以及用电阻仪测定导电性能等方法对复合材料进行了评价。结果表明,炭化后的酚醛树脂将SCF粘结成连续的三维网络结构,EP/CFNR复合材料中SCF间有明显可见的炭质粘结点;当SCF质量分数为7.3%时,EP/CFNR复合材料较纯EP,EP/SCF复合材料的弯曲强度分别提高33%,29%,压缩强度分别提高23%,10%,同时,其体积电阻率是EP/SCF复合材料的1/45。     

硝酸处理对碳纤维增强环氧树脂复合材料的性能影响

以用浓硝酸处理改性后的碳纤维为增强体,用乙二胺(DBP)为固化剂,邻苯二甲酸二丁酯为增塑剂,以低分子量环氧树脂(E-51)为基体制备碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)。SEM测试表明用酸处理碳纤维后,碳纤维表面的极性和粗糙度得到了提升。DMA测试表明储能模量和玻璃化温度都得到了显著提升。控制酸处理时间,可以明显改善碳纤维和环氧树脂之间的结合力,提高复合材料的力学性能。     

连续碳纤维增强环氧树脂基复合材料增韧改性的研究进展

从环氧树脂增韧、复合材料界面改性和层间增韧三个方面综述了连续碳纤维增强环氧树脂基复合材料的增韧机理及增韧效果,总结了国内外连续碳纤维增强环氧树脂基复合材料增韧技术的发展趋势。     

三种环氧树脂基复合材料的力学性能研究

以三种不同环氧树脂体系(TDE-85,F-51,E-51)为基体,以相同体积分数的短碳纤维和玻璃纤维为增强材料,制得了树脂基短纤维复合材料(SFRP).应用混合定律和Halpin-Tsai方程对其力学性能进行分析,应用扫描电珑镜对其冲击断面的形貌进行分析.结果表明,树脂基体所含官能团、树脂基体固化后的特性以及增强纤维的表面性质是影响SFRP力学性能的重要因素.     

玻纤织物/3068环氧树脂复合材料性能研究

采用流变仪、凝胶时间测试仪和DMA法研究了3068改性环氧树脂的流变性能、凝胶时间和玻璃化转变温度,结果表明,3068树脂在70～125℃粘度约为70Pa·s,80℃下凝胶时间达到160min,玻璃化转变温度为159.3℃,常温和70℃下复合材料具有良好的力学性能,经湿热试验处理后复合材料吸水率为0.96%,力学性能保持率75%。     

BF/黑宝石粉体增强EP基摩擦材料的摩擦磨损性能

以环氧树脂(EP)为基体,玄武岩纤维(BF)为增强材料,玄武岩水晶玻璃(黑宝石)粉体为摩擦性能调节剂制备BF/黑宝石粉体增强EP基摩擦材料,研究了黑宝石粉体对摩擦材料摩擦磨损性能和力学性能的影响,然后在添加质量分数为5%的黑宝石粉体的基础上,采用相同手段研究了BF含量对摩擦材料性能的影响。结果表明,黑宝石粉体可以极大地提高摩擦材料的摩擦系数,并进一步降低磨损率以及提高摩擦材料的力学性能。BF的加入在一定程度上降低了摩擦材料的摩擦系数,且当BF含量较低或较高时,摩擦材料的磨损率均会有所提升。当BF质量分数为6%时,摩擦材料的综合性能最优,其摩擦系数为0.534,与未加BF的摩擦材料相比仅降低了7.61%,磨损率为0.75%,较未加BF的摩擦材料降低了31.82%,拉伸强度和弯曲强度分别为55.568 MPa和92.750 MPa,与未加BF的摩擦材料相比,分别提高了148%和66.42%。