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相似文献
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1.
孙文训  黄玉东 《高技术通讯》1999,9(11):45-48,49
研制了一套表征碳/碳(C/C)复合材料界面力学性能的单丝顶出测试系统,实现了对碳纤维的单丝顶出测试。利用该仪器测定了不同工艺条件下制备的几组C/C复合材料样品的界面粘接性能,研究了界面剪切强度和复合材料拉伸强度之间的关系。  相似文献   

2.
利用原位测试系统得到细编穿剌C/C复合材料纤维/基体及纤维束/基体两种不同层次界面的顶出实验数据,然后利用界面弹簧模型对纤维及纤维束的顶出实验过程进行有限元法计算机模拟,编制了分析程序,得到了不同层次界面的剪切强度值。  相似文献   

3.
多向细编碳/碳复合材料界面力学性能测试与表征   总被引:4,自引:1,他引:4       下载免费PDF全文
本文用自制装置研究了多向细编C/C复合材料纤维束性能,分析了工艺过程的影响。同时用界面微脱粘实验技术研究了C/C复合材料界面性能,给出了相应的理论模型和界面应力分布,提出了由界面脱粘力,纤维、基体和复合材料性能表征界面剪切强度的方法,为C/C复合材料优化设计提供了定量参数。结果表明:织物结构、织物编织工艺以及织物/基体复合对纤维的强度影响很大,降为原始纤维的20%左右,对模量影响小。不同界面层次,纤维/基体的界面结合情况和界面剪切强度不同,Z向纤维束中纤维/基体结合好,具有最高的结合强度,SEM观察证实有大量基体碳在纤维上枝联。  相似文献   

4.
细编穿刺C/C 复合材料不同层次界面特性研究   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
针对细编穿刺C/C 复合材料中单丝/碳基体和纤维束/碳基体不同层次界面结构特性, 分别设计、建立了表征这两个层次界面结合性能的原位顶出仪, 并将界面结合性能与C/C 复合材料层间剪切强度测试进行了比较。利用该原位技术, 研究了不同工艺参数条件下C/C 复合材料这两个层次界面结合性能的关系, 并讨论了它们对C/C 复合材料拉伸强度的影响。表明: 本文中所建立的单纤维和整束纤维顶出技术可用于定量表征C/C 复合材料的不同层次界面粘合性能。不同层次界面结合状态在一定程度上对材料宏观力学性能的影响是不同的。  相似文献   

5.
C/C复合材料的界面演化规律   总被引:6,自引:0,他引:6  
研究了单丝界面和纤维束界面结构在细编穿刺C/C复合材料制备过程中的演化规律以及两种界面剪切强度随着生产周期增加的不同变化趋势.在C/C的制备过程中单丝界面和纤维束界面的形成速度不同,单丝界面优先得到完善,经过四个周期界面剪切强度既可达到最高水平;而束界面剪切强度在六个周期后才达到较高水平.  相似文献   

6.
碳/铝复合材料界面结合强度对拉伸性能的影响   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
本文主要研究C/Al复合材料先驱丝的界面结合强度的表征方法以及界面结合状态对复合材料拉伸性能的影响.用自行研制的小型剪切试验机测定复合材料先驱丝的纵向剪切强度,通过计算得到复合材料界面处的剪切强度以此作为界面结合强度的定量表征方法.实验证明,不同界面结合强度的复合丝在宏观上表现出有不同纵向剪切强度值,复合材料的界面结合强度可以用界面剪切强度值定量描述.复合材料拉伸强度随界面强度提高而减少,在满足复合材料横向强度要求前提下,降低复合材料界面结合有利于提高拉伸强度.  相似文献   

7.
为了获得准确表征纤维束界面强度的方法,对影响纤维束界面强度的因素进行了研究.通过顶出方法对纤维束界面强度进行表征,利用SEM和Micro-CT研究了纤维束界面层微结构对纤维束界面强度的影响,并通过有限元分析方法对纤维束界面的断裂行为进行分析.结果表明:在纤维束界面层含有不同程度的脱粘和裂纹缺陷结构,影响了纤维束的界面强...  相似文献   

8.
多向细编碳/碳复合材料界面力学性能测试与表征   总被引:4,自引:3,他引:1       下载免费PDF全文
本文用自制装置研究了多向细编C/C复合材料纤维束性能,分析了工艺过程的影响。同时用界面微脱粘实验技术研究了C/C复合材料界面性能,给出了相应的理论模型和界面应力分布,提出了由界面脱粘力,纤维、基体和复合材料性能表征界面剪切强度的方法,为C/C复合材料优化设计提供了定量参数。结果表明:织物结构、织物编织工艺以及织物/基体复合对纤维的强度影响很大,降为原始纤维的20%左右,对模量影响小。不同界面层次,纤维/基体的界面结合情况和界面剪切强度不同,Z向纤维束中纤维/基体结合好,具有最高的结合强度,SEM观察证实有大量基体碳在纤维上枝联。  相似文献   

9.
以3种典型碳纤维为研究对象,通过碳纤维断面形貌的扫描电镜分析,采用Photoshop对纤维截面特征进行有效提取并由Matlab编写程序,获得了碳纤维表面沟槽深度、宽度、个数等参数的统计信息,据此进一步计算了圆形度、沟槽深宽比、表面不规整度以及沟槽密集程度等物理量,建立了碳纤维表面物理沟槽结构的定量表征方法。在此基础上研究了原丝制备过程中的凝固环境对碳纤维表面物理结构的影响,并发现:当凝固浴温度由25℃升高至45℃时,碳纤维表面的沟槽深度及宽度均会逐渐减小,深宽比降低,沟槽形状逐渐趋于平缓,同时碳纤维的表面不规整度减小了约7.5%,而沟槽密集程度增加了约50%。采用上述具有不同表面物理结构特征的碳纤维作增强体制备复合材料,微滴脱粘测试结果表明:碳纤维复合材料的界面剪切强度(IFSS)随纤维表面的沟槽尺寸、沟槽深宽比及表面不规整度的增大而逐渐提高。  相似文献   

10.
微结构对碳/碳复合材料界面性能的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
通过理论模型和界面顶出实验分析了微观结构对碳/碳复合材料界面性能的影响机制。使用高分辨Micro-CT系统获得C/C复合材料界面的微观结构特征,并对界面的微观结构特征进行统计分析,得到界面微观结构尺度分布的概率密度函数。对C/C复合材料的界面层建立力学分析模型,计算获得C/C复合材料界面力学性能,在计算过程中引入界面微观结构的随机性统计分布,获得C/C复合材料界面力学性能的分布规律。设计纤维束顶出实验,测试分析C/C复合材料的界面力学性能。将力学分析模型的计算结果与界面顶出实验获得的实验结果进行对比分析,表明通过模型计算获得的界面性能的均值和离散度与实验获得的结果具有较好的一致性。   相似文献   

11.
A continuous loading push-out test technique was used to measure the interfacial shear strength of SiC fiber reinforced Ti matrix composites. The interracial shear strength of samples as-fabricated and after heat exposed at 700 and 800℃ for 50 h was successfully determined. It has been found that the interfacial shear strength of the specimen exposed at 700℃ was higher than that of as-prepared and exposed samples at 800℃. The shear strength of the as-prepared samples was about 112.45 MPa, and increased to about 153.77 MPa after heat-treating at 700℃ for 50 h, but decreased to 133.11 MPa after treating at 800℃ for 50 h. Scanning electron microscope (SEM) was used to investigate the interfacial morphology of the samples. The brittle phase was the main products of interface for samples exposed at 800℃, and the interface was easily peeled off.  相似文献   

12.
P. K. Dash  D. Singh 《Strain》2011,47(5):458-468
Abstract: In this article, an investigation into the shear properties of bi‐directional carbon fibre reinforced composite has been carried out by ‘rail‐shear’ test method (D4255). The specimens were tested under various adverse environmental conditions after subjecting them to different durations of exposure. A comparison between time‐dependent degradation of the shear properties of the material with respect to virgin shear properties is made, and the results have been analysed with emphasis on material weight gain or loss under those adverse environments.  相似文献   

13.
采用微滴包埋拉出测试的方法,分别测定两种不同表面性质中间相沥青基碳纤维与环氧树脂的界面剪切强度(σIFSS)。从负载-位移曲线读取树脂小球从碳纤维上脱落时的脱粘力值,并利用扫描电子显微镜观察了脱粘树脂小球和碳纤维的状态,然后定量地计算出σIFSS的平均值以及其标准方差、离散系数,并讨论了σIFSS同树脂小球的长度与直径、纤维直径的关系,研究发现:所测量的界面剪切强度值与环氧树脂小球的长径比正比,与纤维直径成反比,与环氧树脂小球的长度和纤维直径的比值反比,与环氧树脂小球的直径和纤维直径的比值成反比。  相似文献   

14.
采用等离子火炬作为高温热源,研究了细编穿刺碳/碳复合材料高温烧蚀性能。研究结果表明:随着烧蚀区域从火焰中心到边缘的变化,材料的烧蚀特性从中心区域的以热力学烧蚀为主向靠近边缘区域的以热化学烧蚀为主过渡;碳基体和碳纤维的抗热力学烧蚀性能相当,而抗热化学烧蚀和抗氧化性,碳纤维则明显优于碳基体。  相似文献   

15.
碳纤维平纹编织物和穿透厚度的碳纤维Z-pins制作的预成型体,通过化学气相渗透工艺制备了Z-pins增强平纹编织C/SiC复合材料。采用双缺口剪切压缩试验测定了Z-pins增强平纹编织C/SiC复合材料的层间剪切强度,通过断口的电镜照片分析了层间剪切的破坏机理。研究了Z-pins个数对层间剪切强度的影响。结果表明:与未增强陶瓷基复合材料相比较,当Z-pins个数达到一定数量时,Z-pins插入能够提高层间剪切强度,层间剪切强度随Z-pins个数的增多而增加。Z-pins插入改变了陶瓷基复合材料的层间破坏机理,使层间织物与基体的脱离变为Z-pins的剪切破坏和层间织物与基体脱离的双重破坏机制。  相似文献   

16.
单纤维拔出方法表征CFRP界面强度的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
提出了单根碳纤维从环氧树脂基体中拔出的一种简易方法,在国内首次实现了用该方法表征碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)界面粘合性能的技术。  相似文献   

17.
At room temperature, the rolling treatment of steel-mushy Al-7graphite bonding plate was carried out under different relative reduction. The influence of rolling on interfacial mechanical property of this bonding plate was studied. The results show that, for steel-mushy Al-7graphite bonding plate which is made up of 1.2 mm in thickness 08AI steel plate and 2.0 mm in thickness Al-7graphite layer, there is a nonlinear relationship between interfacial shear strength of bonding plate and relative reduction of rolling. When relative reduction of rolling is smaller than 2.59%, with the increasing of relative reduction, interfacial shear strength of bonding plate increases gradually. When relative reduction of rolling is bigger than 2.59%, with the increasing of relative reduction, interfacial shear strength of bonding plate decreases continuously. When relative reduction of rolling is 2.59%, the largest interfacial shear strength 77.0 MPa can be obtained.  相似文献   

18.
A convenient apparatus for the determination of apparent shear strength of flat as well as curved composite materials and adhesive joints, the compression shear device (CSD), is described in detail. Compared with other commonly used tests the sample preparation is very easy, inexpensive, and consumes less material. The obtained values of apparent shear strength for different classes of materials are comparable with values determined by established tests. Using an additional extensometer, the estimation of shear strain and shear modulus is also possible with the proposed equipment.  相似文献   

19.
针对细编穿刺碳/碳复合材料显微CT细观图像低对比度的特点,提出采用两步法筛选出纤维束和基体之间分界的灰度阈值,将原图像分别转化为纤维束和孔隙的二值图。再结合中值滤波、图像膨胀和腐蚀算法,消除噪声影响、光滑图像边界线。对处理后的细观图像进行统计,发现基体孔隙率满足正态分布,X向和Y向纤维束局部弯曲度分别满足正态分布和Laplace分布。在此基础上建立了包含上述典型细观特征参数的力学模型,预测的拉伸模量和剪切模量满足Laplace分布,泊松比满足正态分布。实验验证了模型预测的拉伸模量分布规律。  相似文献   

20.
The mechanical properties of carbon fiber (CF) reinforced composites are greatly dependent on the interfacial strength between the CFs and matrix. To improve the interfacial adhesion of carbon fiber/epoxy composites, branched polyethylenimine (PEI) is grafted onto the CFs treated in a mixed acid at optimized process time. The chemical compositions and bonds of functionalized CFs are characterized by thermal gravimetric analysis, Fourier‐transform infrared, and X‐ray photoelectron spectroscopy. The surface structures and morphologies of various CFs are analyzed by Raman spectroscopy and scanning electron microscopy, respectively. Microbond test is adopted to evaluate the interfacial shear strength (IFSS) between the CFs and epoxy matrix. The results show that the CFs modified by low molecular weight PEI are better than those modified by high molecular weight PEI. The IFSS of PEI modified CFs can reach a maximum of 107.2 ± 14.3 MPa at a low functionalization degree compared with 78.1 ± 11.6 MPa of unmodified CFs. The branched structure and high density of active amine groups on the PEI chains are responsible for the improved interfacial strength.  相似文献   

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