混杂比对碳纤维-玄武岩纤维混杂增强环氧树脂基复合材料弯曲性能的影响

将玄武岩纤维置于混杂铺层的压缩侧,研究了碳纤维-玄武岩纤维混杂增强环氧树脂基复合材料的弯曲性能及混杂比对其弯曲性能的影响。通过对试样进行三点弯曲试验得到了材料的弯曲性能,并通过扫描电子显微镜观察材料的失效模式。与纯碳纤维增强环氧树脂基复合材料相比,当混杂比为16.7%和33.3%时,混杂复合材料的弯曲强度明显提升,弯曲强度分别提高12.4%和15.2%,但是其弯曲模量随着混杂比的提升而降低。混杂后的材料及玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料的失效位移都高于碳纤维增强环氧树脂基复合材料,断裂韧性明显提升。从侧面观察可以发现不同铺层在压缩侧、拉伸侧和中间层有不同的失效形式。      

铁基非晶条带-玻璃纤维混杂复合材料力学特性

针对铁基非晶条带-玻璃纤维混杂增强树脂基复合材料,研究了表面处理、热处理对非晶条带力学性能的影响,在此基础上选取了适宜的树脂基体,制备了混杂复合材料,测试了基本力学性能并分析了破坏模式。结果表明：酸蚀表面处理对条带的拉伸性能影响很小,但改变了条带的表面形貌和表面能,从而提高了条带与树脂的粘结性能;混杂复合材料纵向拉伸弹性模量符合混合定律,横向拉伸弹性模量主要由非晶条带贡献,并且非晶条带的承载对混杂复合材料的横向拉伸强度起到了一定的作用;弯曲破坏和剪切破坏均产生受压侧纤维层与非晶条带的分层以及纤维断裂。     

喷射FRP加固震损钢筋混凝土柱抗震性能试验

通过12组72件喷射纤维/树脂复合材料(FRP)试样的拉伸强度试验,研究了纤维种类、树脂基体材料、纤维体积分数、纤维混杂比及纤维长度等因素对喷射FRP拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率等性能的影响。通过8根钢筋混凝土(RC)柱试件的拟静力试验,研究了喷射玄武岩纤维/树脂复合材料(BFRP)和混杂玄武岩-碳纤维/树脂复合材料(BF-CFRP)加固震损RC柱的抗震性能,分析了喷射FRP层厚度、纤维混杂比、柱预损程度和柱轴压比等对加固试件的极限承载力、抗侧变形能力、刚度退化特征和滞回特性的影响。结果表明:玻璃纤维与乙烯基酯树脂基体的协同工作性能最优,而玄武岩纤维具有耐久性高、延性好、与乙烯基酯树脂基体协同工作性能好等优良性能,可以作为玻璃纤维的良好替代品;玄武岩纤维混杂少量比例的碳纤维作为树脂基体增强材料,可以有效提高喷射FRP的拉伸强度和变形性能;震损RC柱经喷射FRP加固后,可以基本恢复其震损前设计极限承载力,并有效提高其延性和耗能能力。该加固方法可以对地震区已震损RC柱进行快速加固,有效防止整体结构在余震中发生倒塌等严重破坏。      

复合材料抗高速冲击性能模拟分析

对热固性树脂基芳纶纤维增强复合材料进行了静、动态力学性能测试,得到了可用于模拟分析的部分弹性常数和强度极限,试验结果表明:芳纶增强复合材料拉伸和压缩性能具有较为明显的应变率效应.通过大型动力学有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,采用渐进损伤式复合材料模型,对复合材料层合板抗钢球贯穿冲击性能(弹速600～1800m/s)进行了3D数值模拟分析,计算结果和打靶结果具有较好的一致性(钢球弹体残余速度误差小于10％).     

沥青基碳纤维及其混杂纤维增强尼龙1010复合材料结构与性能的研究

本工作研究了通用型沥青基碳纤维、玻璃纤维及它们的混杂纤维增强尼龙1010复合材料的结构与性能,并与相应的聚丙烯腈基碳纤维及其混杂纤维复合材料的性能作了系统的比较.实验结果表明,随短纤维含量的增加,复合材料的模量和强度线性增加,当纤维含量达到一定临界值时,其强度有所下降.聚丙烯腈基碳纤维增强尼龙1010复合材料比相应的沥青基碳纤维复合材料具有较好的力学性能,但后者通过与高强度玻璃纤维混杂增强,可提高其力学性能.本工作还研究了这些复合材料的断裂特征和它们的混杂效应.      

缠绕成型混杂纤维复合材料静态拉伸性能研究

研究了T700碳纤维/玻璃纤维、T700碳纤维/玄武岩纤维不同纤维配比混杂材料的层合板拉伸性能。结果表明,混杂纤维层合板的拉伸性能随着碳纤维含量提高而提高;高断裂位移的纤维可以提高混杂纤维复合材料的断裂伸长率。复合材料模量混杂公式得到的理论值与实际测量值比较接近;加入玻璃纤维或玄武岩纤维可以提高复合材料的韧性,同时节省成本。     

玄武岩纤维增强复合材料抗弹性能试验研究

摘要：为了研究玄武岩纤维增强复合材料的抗弹性能,利用不同树脂基体制作了玄武岩纤维增强复合材料靶板试件,进行了弹道测试。研究了玄武岩纤维增强复合材料的抗侵彻性能和典型破坏模式,并分析了不同树脂基体和不同铺层方式对靶板防弹效果的影响。研究表明,玄武岩纤维增强复合材料在受弹体侵彻时,主要呈现局部破坏,破坏形式是迎弹面的纤维剪切失效、背弹面的拉伸断裂失效。另外,根据轻型防护的要求,提出设计新型防护结构的思路。研究结果可以为轻型复合装甲设计提供参考。     

混杂短纤维增强聚苯硫醚复合材料的老化研究Ⅰ.破坏行为研究

本文研究了经80℃热水老化4000小时和加速气候老化1200小时的短碳纤维与玻璃纤维混杂增强聚苯硫醚复合材料的力学性能变化,并对复合材料中的纤维长度分布进行了统计。研究表明,纤维长度减小主要发生在挤出造粒阶段,而且大多数纤维的长度小于临界长度。混杂纤维增强的聚苯硫醚复合材料的拉伸强度和弯曲强度与混杂纤维比例基本上是线性关系,而冲击强度与混杂纤维比的曲线呈现下凹的趋势。加速气候老化对PPS损害较热水老化明显。老化后的复合材料力学性能保留率与老化方式和纤维种类有关。弯曲性能受老化影响较小,而拉伸性能受影响较显著。热水老化对玻璃纤维含量高的复合材料影响较显著。     

C/G混杂增强聚砜及其共混物夹芯层板的弯曲和冲击性能

本文分别用热塑性树脂聚砜及加入反应性增塑剂双(4(4-乙炔基苯氧基)苯基)砜以改进聚砜的热性能及加工性能的混杂树脂作基体,研究了碳纤维、玻璃纤维和两种纤维混杂增强的夹芯层板的弯曲和冲击力学性能。除比较了这两种基体复合材料的常温力学性能外,还详细讨论混杂复合材料的混杂效应。应用这些效应,材料的价格及综合性能将得到合理的选择和平衡。      

国产碳纤维增强树脂基复合材料应变不变量性能

应变不变量失效理论是一种新型的基于物理失效模式的复合材料强度理论, 广泛应用于复合材料结构失效分析。根据该理论, 建立了碳纤维增强树脂基复合材料微观力学模型, 获取树脂基体和纤维不同位置的机械应变放大系数和热应变放大系数。对国产复合材料CCF300/5228、CCF300/5428和T700/5428不同铺层角单向层合板进行拉伸试验, 并根据试验结果得到对应复合材料的应变不变量性能。分析了增强体纤维和树脂基体对复合材料应变不变量性能的影响; 并将应变不变量失效理论应用于国产复合材料失效分析。结果表明碳纤维增强树脂基复合材料应变不变量性能中的第一应变不变量和基体Von-Mises应变临界值取决于树脂, 而纤维Von-Mises应变临界值取决于增强体纤维; 应变不变量失效理论能够用于国产复合材料失效分析。      

PTFE复合涂层的摩擦学性能及疏水性能研究现状

聚四氟乙烯(PTFE)具有优良的自润滑性能、耐化学腐蚀性能和介电性能,以及优异的高低温稳定性和化学稳定性。此外,PTFE还具有优异的超疏水性能,人工制备的超疏水表面在诸多领域有着广阔的应用前景,但单一的PTFE硬度较低、耐磨性差。本文综述了国内外近些年使用碳材料或聚合物对PTFE进行填充改性,并利用表面工程技术制备复合涂层以改善摩擦学性能及疏水性能方面的研究进展,并对未来PTFE复合涂层的研究方向进行了展望。     

弹性气凝胶的制备及其力学、热学性能研究

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为硅源、水为溶剂、醋酸和氨水作为酸碱催化剂, 采用酸碱两步法和酒精超临界干燥制备了透明块体气凝胶。用扫描电镜、比表面积与孔径分析仪、动态力学分析仪和hotdisk热分析仪等表征了气凝胶的微观形貌、孔结构、力学、热学等性能。制备的气凝胶具有很好的弹性性能, 压缩60%后可回复到原长的78%, 经热处理后反弹到原长的94%。气凝胶同时具有较好的保温隔热性能, 常温热导率仅为0.028 W/(m?K)。其接触角达154°, 表现出较好的疏水性能。气凝胶的耐热温度为440℃, 高于此温度将导致甲基氧化分解。气凝胶优良的保温隔热性能和力学性能使其在保温隔热领域中具有广泛的应用前景。     

ABS/石墨复合材料的交直流导电特性及流变性能

研究了石墨填充丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)复合材料的直流(DC)和交流(AC)导电特性和线性粘弹行为。电性能测试结果表明,石墨体积分数为13.21%~16.36%时,ABS/石墨复合材料的DC电阻率突降6个数量级,说明发生电学逾渗;同时,AC电阻率在低频区不随频率而变化,且AC阻抗复平面图中阻抗实部与阻抗虚部呈现半圆弧,进一步证明导电网络的形成。流变性能测试结果表明石墨体积分数为10.24%~13.21%时复合体系的储能模量和复数黏度出现跳跃,损耗因子(tanδ)的峰值减小且逐渐向高频移动,说明复合体系从"类液态"转变为"类固态",发生流变逾渗现象。流变逾渗阈值小于导电逾渗阈值是因为传递电子时石墨之间的距离比阻碍聚合物分子链运动时石墨之间的距离小。     

酚醛泡沫力学性能及其密度-力学性能模型研究

以多聚甲醛代替甲醛溶液制备高固含可发性酚醛树脂,在70℃发泡制备酚醛泡沫材料,研究了表面活性剂、固化剂和发泡剂对泡沫的密度、力学性能的影响。研究结果表明,在表面活性剂添加量为12%,固化剂添加量为30%,发泡剂添加量为5%时,制备的泡沫性能较优。通过Gibson-Ashby提出的泡沫塑料的力学性能与密度的关系模型,创建酚醛泡沫密度-力学性能模型,结果表明泡沫力学性能与密度呈现良好的指数关系,且间接拟合和直接拟合2种方法得出的模型指数基本相符。     

SiOx/PET复合薄膜的力学性能及阻隔性能

目的基于氧化硅(SiO_x)镀层优异的性能,研究不同厚度的SiO_x层对SiO_x/PET复合薄膜力学性能和阻隔性能的影响,以期得到性能较优的SiO_x/PET复合薄膜。方法以自制的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜为基材,采用等离子体增强化学气相沉积法沉积得到SiO_x层厚度分别为40,150,230,320 nm的SiO_x/PET复合薄膜,并进行傅里叶变换红外线光谱分析、力学性能和阻隔性能测试,以及薄膜表观形貌分析。结果沉积SiO_x层后,SiO_x/PET复合薄膜拉伸强度和断裂伸长率随SiO_x层厚度的增大先增大后减小,氧气透过率和水蒸气透过率则出现明显衰减而后逐渐平缓的趋势。SiO_x层厚度达150~230 nm时,复合薄膜的力学性能和阻隔性能表现较优,拉伸强度、断裂伸长率、氧气透过率以及水蒸气透过率分别提高了约25.0%,20.9%,79.3%,77.3%。结论适宜厚度的SiO_x层可以使得SiO_x/PET复合薄膜同时具备较优的力学性能和阻隔性能。     

AZO透明导电薄膜的特性、制备与应用

本文综述了ＡＺＯ透明导电薄膜的结构特点,电学和光学的特性,薄膜研究、应用和开发现状,认为ＡＺＯ薄膜具有较好的开发前景。     

TPU对PET力学性能及电镀性能的影响

目的 为拓展聚对苯二甲酸（PET）在表面喷涂或电镀包装领域的应用提供一种可行的研究方法。方法 从PET韧性、表面电镀性能差等自身特性出发,采用弹性体热塑性聚氨酯弹性体（TPU）和聚乙烯辛烯共弹性体（POE）对PET进行共混改性,提升PET的韧性和表面极性。结果 当TPU和接枝POE的质量分数分别达到3%和20%时,PET的缺口冲击强度可达到31.49 kJ/m2,提升了5倍,且PET制品的表面达因值由原来的32提升到了40。结论 弹性体TPU和接枝POE的引入,改变了PET分子链的内部排列结构,使得支链增加,且增加了PET表面的极性基团,从而提升了其表面能。     

伪NM代数及其性质

本文提出了一类伪逻辑代数-伪NM代数,它是NM代数的非交换推广。详细地探讨了伪NM代数的基本性质,给出了伪NM代数的等价特征,这个特征恰好是Ro代数的非交换推广。证明了伪NM代数类形成一个簇。     

Synthesis and Properties of Nanocomposites

Nanocomposites may exhibit new properties of technical interest. Technical applications require many particles, leading to interaction of the particles thwarting the performance of these materials. To exploit specific nano‐properties, the use of composites preventing the particles from interaction is necessary. This leads to the application of nanocomposites. The most homogeneous composites consist of a core coated with an outer layer of a second ceramic or a polymer. For industrial or at least semi‐industrial production of nanocomposites, a process leading to non‐agglomerated powders in a sufficient quantity is needed. Additionally, coating of the particles with either a second ceramic phase or an organic one is necessary. The Karlsruhe Microwave Plasma Process fulfils these conditions.     

具有芴酮结构聚芳亚胺的合成及性能

以含有芴结构的芳香二胺单体3,6-二氨基-9-芴酮和不同结构的二溴化合物为底物,通过钯催化C-N交叉偶联缩聚反应合成了三种新型具有芴酮官能团的聚芳亚胺(PIKF)。其数均分子量(-Mn)在3400~4300之间,重均分子量(-Mw)在10200~13800之间,分散系数(-Mw/-Mn)为3.00~3.34。由TG和DSC测定了PIKF的耐热性能,该聚合物具有良好的耐热稳定性(Tg≥200℃,Td>500℃)。通过对PIKF的光学特性测定表明该聚合物具有良好光学性能,其UV-Vis最大吸收波长为455nm和600nm;最大荧光发射波长因PIKF结构的不同而不同,主要是由于不同聚合物主链结构π电子离域不同。