CF／PEEK界面微观结构的研究

本文研究了聚醚醚酮(PEEK)在碳纤维表面形成的界面横晶层的微观结构。结果表明横晶具有与周围球晶相同的晶片结构,但横晶中晶片及其聚集体沿垂直于纤维轴向的方向取向排列。横晶的形成是由于纤维表面成核点很多,晶体只能沿一方向择优生长的结果。     

玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料的冷热循环疲劳特性

通过测定玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料在不同温度区间内经冷热循环后的弯曲性能和动态力学性能以及玻璃纤维增强聚丙烯复合体系经冷热循环后界面剪切强度的变化, 研究了该材料的冷热循环疲劳特性。结果表明,在一定温度区间内的冷热循环会对玻璃纤维毡增强聚丙烯的界面造成损伤, 使材料的力学性能下降; 随着冷热循环温度区间温差的增大、冷端温度的降低、循环次数的增多, 形成的热应力对材料的界面损伤越严重; 不同的复合体系由于其界面松弛热应力的能力不同, 在同样条件下的冷热循环过程中, 界面所受到的损伤程度有差异。     

碳纳米管改性CF/PEEK复合材料的力学与电磁屏蔽性能

为了制备兼具优异力学性能和电磁干扰屏蔽效能的结构功能一体化耐高温热塑性复合材料,对添加不同组分碳纳米管(CNT)的连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料(CF-CNT/PEEK)的力学性能、电导率以及电磁干扰屏蔽效能(EMI SE)进行了研究。考察用上浆后的CNT (SCNT)作为导电填料制备的SCF-SCNT/PEEK层合板力学性能、界面形貌和屏蔽效能,并与不进行表面修饰、仅活化的CNT (ACNT)的效果做对比实验。结果表明,适量的CNT会使CF/PEEK层合板的力学性能、电导率和EMI SE得到提高;SCNT比ACNT更容易在PEEK中均匀分散,且与SCF和PEEK的结合更好。所有样品中,仅添加1wt%SCNT的SCF-SCNT/PEEK层合板与不添加CNT的层合板相比,拉伸强度提高了20.8%,达到778 MPa;弯曲强度提高了25.9%,达到1 684 MPa;电导率提升5倍,达到0.15 S/cm;电磁干扰屏蔽效能提升69.76%,平均值达到34.97 dB。     

PTFE微粉/CF改性PEEK复合材料的摩擦磨损性能

为解决核电水循环系统中鼓型旋转滤网驱动装置的耐腐蚀问题,本文研究了碳纤维和聚四氟乙烯微粉改性的聚醚醚酮复合材料在干摩擦、水润滑和油润滑条件下的摩擦磨损性能.通过机械共混、高温模压的方法,制备了不同质量分数的聚四氟乙烯(PTFE)微粉/碳纤维(CF)/二硫化钼(MoS_2)/聚醚醚酮(PEEK)复合材料.采用拉伸试验机和塑料洛氏硬度计测试其力学性能,采用摩擦磨损试验机测试了复合材料在干摩擦、水润滑和油润滑条件下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜对其摩擦表面形貌进行分析.结果表明:复合材料在水润滑和油润滑时摩擦系数及磨痕宽度均较小,但水润滑时摩擦系数波动幅度较大且磨痕宽度略高;复合材料在干摩擦条件下的磨损机制以磨粒磨损为主,伴有疲劳磨损,油润滑时摩擦面可形成连续的润滑膜而保持光滑,水润滑时水流冲刷破坏了摩擦面上固体润滑膜的稳定性;CF质量分数增加时,复合材料的洛氏硬度和压缩强度递增,压缩强度达到164 MPa,PTFE微粉质量分数增加时,复合材料的洛氏硬度和压缩强度递减;CF质量分数增加时,复合材料的干摩擦系数及磨痕宽度下降,PTFE微粉质量分数增加时,复合材料的干摩擦系数下降,达到0.17.     

锆合金的低周疲劳特性

锆合金被普遍用做核反应堆中的燃料包壳和结构材料。在反应堆运行时，堆功率的波动和水冷却介质的流动．使燃料组件及其它构件发生循环变形，在极端情况下出现破损。本文概述了堆内包壳循环变形的特点，并分析了锆合金的循环变形行为，疲劳裂纹的形核与扩展，疲劳寿命及影响疲劳寿命的因素。     

陶瓷基复合材料循环疲劳的研究

本文对陶瓷基复合材料的循环疲劳研究现状及发展趋势进行了最新述评。主要内容有:非相变增韧陶瓷、相变增韧陶瓷、晶须(或纤维)增强陶瓷基复合材料的循环疲劳行为和疲劳裂纹扩展机理。最后,还对进一步研究陶瓷基复合材料的循环疲劳特性提出了一些粗浅的看法。     

聚醚醚酮基复合材料的疲劳寿命表达式及累积疲劳损伤预测

通过对短碳纤维增强聚醚醚酮基复合材料的疲劳寿命试验数据的分析，给出了其疲劳寿命表达式，进而给出了适于两级不定载荷谱下累积疲劳损伤度及其概率分布区间的预测方法。     

T300/648复合材料迭层板接头挤压疲劳累积损伤问题的实验研究

本篇论文根据“剩余强度,剩余刚度”理论,讨论了碳纤维增强复合材料迭层板承载孔的挤压疲劳损伤,应用孔的永久变形描述损伤的产生和扩展,提出了“损伤函数”的定义和测定方法,并提出了新的“疲劳损伤点”的概念。实验还研究了温度对连接孔静挤压强度和疲劳寿命的影响。实验结果表明,温度的影响尤为重要。对损伤失效试件,采用“揭层方法”、“X射线”及“SEM方法”进行检测和损伤机理的研究。     

CF／Al复合材料的热膨胀行为

测试和分析了用热压和挤压铸造工艺制备的ＣＦ／Ａｌ复合材料热膨胀行为。指出ＣＦ／Ａｌ的热膨胀规律与其内部残余应力的存在方式密切相关，其制备方式对热膨胀过程也有影响。从热膨胀变化规律能够间接了解材料内部残余应力的生成、消亡及存在方式，为材料的尺寸稳定化处理及选择热处理制度提供理论和实验依据。     

CF/PEEK复合材料界面层结构与性能关系研究

本文根据聚醚醚酮(PEEK)在碳纤维表面形式的横晶层的结构特征分析,建立了CF/FEEK复合材料界面层微观力学性能的理论方程,计算了界面层的杨氏模量.通过超声浸渍法测量复合材料的力学性能验证了计算结果,证明所进行的分析合理.计算结果表明,PEEK界面横晶层在垂直于纤维方向的杨氏模量E_r随PEEK结晶度的增大,或随横晶中PEEK晶片长度的增大而增大,并随晶片厚度的增大而减小.该界面层的上述模量值始终高于界面层附近球晶的模量值E_s,两者之间的比值E_T/E_s;依赖于横晶及球晶中的晶片长度b、厚度c和宽度a.由于界面层的模量高于非界面层的模量,当复合材料中纤维表面形成横晶时,复合材料将有较高的刚性.     

短碳纤维增强注塑聚醚醚酮复合材料微观结构与力学性能研究

实验结果表明:短碳纤维增强注塑聚醚醚酮(CF/PEEK)注塑板材中存在"皮-芯"次层微结构,用金相显微镜可以表征CF取向度不同的皮层和芯层的厚度,整板材料的力学性能可以根据皮层及芯层的厚度及其强度按"混合规则"计算。DSC法及热烘箱法研究表明,碳纤维取向结构和PEEK在皮层和芯层中的结晶度差异导致了板材内存在较大的内应力。     

短碳纤维增强热塑性树脂的断裂性能

本工作测定了短碳纤维(CF)含量由0—40v.-%的CF/PPS,CF/PES—C 复合材料的断裂韧性K_(1c)值。K_(1c)随 CF 含量增加而提高,当 CF 含量为25v.-%时达最高值,以后略有下降。复合材料载荷(P)-缺口张开位移(△V)曲线的非线性和阶梯式扩展特征,表明存在裂纹止裂和裂纹闭合效应。结合断口观察结果讨论了短碳纤维增强热塑性树脂复合材料的断裂机理。     

碳纤维增强铝合金层压材料的研究

本文探索了碳纤维增强铝合金层压材料(CFALL)的制备工艺,并制得了具有优异力学性能、耐温、耐疲劳的层压材料.就纤维含量、纤维取向及温度等对层压材料力学性能的影响作了探讨,并对它的疲劳性能以及预应变对疲劳性能的影响进行了研究.试验表明,CFALL具有轻质、高强、耐温、耐疲劳等特点,它的拉伸、弯曲强度超过了ARALL和GLALL,它的疲劳性能与ARALL相近.     

涂层碳纤维增强镁基复合材料

采用液态浸渗方法,使表面带有镍、铜和二氧化硅涂层的碳纤维与金属镁结合,形成C/Mg复合材料.研究发现:镍,铜、二氧化硅涂层均可实现镁液对纤维的润湿,形成复合材料;复合材料形成后,镍和铜涂层均已消失;镍在高温下与碳纤维相容性较差;二氧化硅涂层稳定,对纤维有较好的保护作用,涂层不同,形成了不同的纤维分布状态.     

炭纤维增强明胶复合材料的性能研究

制备了不同形式炭纤维增强的明胶复合材料,对不同复合材料的力学性能进行了测量与分析,并对复合材料的拉伸断口进行了观察,研究表明,长炭纤维增强明胶（CL/Gel)复合材料具有最高的拉伸强度,剪切强度和模量,而炭纤维毡增强明胶（CF/Gel)复合材料因内部存在较多的孔隙使其力学性能最差,因此,炭纤维毡不能用于增强明胶材料,由于纺织炭纤维布增强明胶（Cw/Gel)复合材料的纤维维束内亦有孔隙,炭纤维布的增强效果不及长炭纤维。     

高含量炭纤维对尼龙6多重熔融行为的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了高含量炭纤维(CF)对尼龙6(PA6)多重熔融行为的影响．在较低温度等温结晶时，纯PA6呈现四重熔融峰，而CF／PA6(CFO)复合材料则呈现三重熔融峰，高含量炭纤雏的引入有利于PA6等温结晶形成稳定的α晶型，而不形成不稳定的r^*晶型。在较高温度等温结晶时，尼龙晶体生长主要由自身决定，以r晶型为主，CF表面诱导作用的影响减弱；两样品都呈现近似相同的熔融双峰。高含量CF加入使得尼龙的相对结晶度略有增大。     

通用级沥青基炭纤维的表面处理及增强ABS复合材料力学性能的研究

通过自制实验装置,以ＮＨ４ＮＯ３ 作为电解液,对短切通用级沥青基炭纤维进行阳极氧化表面处理。结果表明：处理后,纤维表面粗糙度和含氧官能团数目明显增大,有效地改善了ＣＦ／ＡＢＳ复合材料的界面粘结性。当处理条件为电解液浓度５ ％ ,电流强度０．８ Ａ,氧化时间１２０ ｓｅｃ时,ＣＦ／ＡＢＳ复合材料的力学性能达到最好。当ＣＦ含量为１２．８ Ｖ／％ 时,拉伸强度由４５ ＭＰａ 提高到６９ ＭＰａ,拉伸模量由０．７３ ＧＰａ 提高到１．６５ ＧＰａ,弯曲强度由９０．５ Ｍｐａ 提高到１１０．８ ＭＰａ,弯曲模量由２．６０ ＧＰａ提高到４．２１ ＧＰａ。并对处理前后沥青基炭纤维增强ＡＢＳ复合材料的机理进行了分析。