芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能研究

为了改善芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能,从树脂基体入手,依据相似相容原理和芳纶的结构特点,合成出新型热固性树脂(AFR–T)用作芳纶复合材料的基体,以未经表面处理的芳纶作增强材料,采用热压成型法制备了AFR–T/芳纶纤维复合材料,并通过测定溶度参数、接触角、线膨胀系数、层间剪切强度(ILSS)和横向拉伸强度等方法研究了复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR–T树脂浇注体与芳纶的溶度参数相近,AFR–T树脂溶液在芳纶纸表面的接触角为36.9°,小于环氧树脂(EP)溶液与芳纶纸的接触角(53.2°),说明AFR–T树脂对芳纶的浸润性优于EP;AFR–T/芳纶纤维复合材料的ILSS和横向拉伸强度为73.0 MPa和25.3 MPa,分别比EP/芳纶纤维复合材料提高了25.9%和32.5%,这表明AFR–T树脂与芳纶纤维之间的浸润性和界面粘结性能较好。     

纤维增强热塑性树脂基复合材料界面问题研究

阐述了结晶型和非结晶型热塑性树脂基复合材料界面问题的研究现状和趋势,表明界面相互作用力的强弱决定着高分子复合材料的性能和应用,通过控制界面层结构来调整界面性能,以适应不同环境的需要,是纤维增强聚合物基复合材料的研究目的之一。指出由于界面相的复杂性,有关界面理论和界面优化的研究意义重大。     

石英纤维增强氰酸酯树脂基复合材料性能研究

研究了QF210石英纤维增强新型的改性氰酸酯树脂基复合材料的耐热性、力学性能和介电性能,结果表明5528A／QF210复合材料具有优良的力学性能和优异的介电性能,可在150℃下使用。尤其是5528A／QF210复合材料的介电性能具有极好的频率稳定性,适合作为宽频高透波材料。     

秸秆纤维增强热塑性树脂基复合材料界面改性研究新进展

秸秆纤维增强热塑性树脂基复合材料是一种用途广泛的新型环保性材料。复合材料的界面相容性会直接影响复合材料的性能,界面改性技术的研究成为近年来研究的热点。本文综述了国内外对秸秆纤维增强热塑性树脂基复合材料界面改性技术的研究现状和新进展,叙述了对于秸秆纤维的几种典型表面处理方法的研究进展;重点分析了等离子体处理和生物酶处理这两种新型处理方法在秸秆表面预处理中的应用情况,并着重阐述了以马来酸酐接枝聚烯烃为主的界面相容剂和以硅烷、钛酸酯为主的低分子量偶联剂对复合材料界面改性效果的影响。此外,论文简要分析了秸秆/树脂复合材料界面改性技术的发展趋势,指出深入研究针对秸秆纤维的复合处理方法以及开发高效、环保和高性价比的界面改性剂是未来进一步改善秸秆/树脂复合材料应用性能的关键。     

界面性能表征及对纤维增强复合材料的影响

简介了表征界面性能的方法,并从纤维的表面改性、消除残余应力和减缓界面区域的应力集中3方面介绍了界面性质对纤维增强复合材料的影响.研究表明:由于界面相的复杂性,纤维增强复合材料界面理论和界面优化的研究还存在许多有待于进一步研究和解决的问题,但在指导复合材料的工艺和性能改善上已经起到十分明显的作用.     

纤维增强复合材料性能

<正> 1 概述只有认识材料才能用好材料,进而发展材料。纤维增强复合材料是与传统常规材料完全不同的一类新型材料,它细观上非匀质,更确切地说,应该是结构物。因此认识材粒的问题就更加重要。因为复合材料是个结构物,它具有很大的设计自由度,它可以达到的性能范围几乎是无限的。如它可设计成具有轻质高强、防腐、绝缘、导电、保温、透波、吸波、透光、耐磨等等性能,甚至可以设计出具有"头脑"、     

纤维增强复合材料性能

<正> 5 复合材料单层板的强度准则一般所说的复合材料强度准则,就是指复合材料单层板的强度准则。复合材料层合板的强度可以根据单层板的强度准则和层板的具体铺设方式进行计算预测。前节介绍的复合材料单层板的强度,都是单向应力下的材料强度,如单纯拉伸应力作用下的拉伸强度,单纯剪切应力作用下的剪切强度……等等。而在实际应用中,大多数情况下材料同时受到多向应力的作用,例如同时受到纵向应力σ_1和横向应力σ_2的作用,或是同时受到纵向应力σ_1和剪切应力τ_(12)的作用……等等,此时如何判定材料的失效应力或称多向应力状态下     

连续纤维增强热塑性树脂基复合材料

近几年以来，连续纤维增强热塑性树脂基复合材料已逐步发展成为复合材料中一个高性能、低成本的新型材料家族．由于连续纤维增强热塑性树脂基复合材料具有优良的力学性能，良好的抗环境性，耐化学腐蚀性，低成本，简单的成型工艺以及可回收加工性等，从８０年代中期开始，在世界范围内得以广泛的研究和应用，本文将主要介绍连续纤维增强热塑性树脂基复合材料的优良性能，生产成型中所需热塑性树脂、增强纤维的特性，以及主要的生产工艺方法。     

石英纤维织物增强氮化物陶瓷基复合材料的性能

采用先驱体转化法制备了2.5维石英纤维织物增强氮化物陶瓷基复合材料.对所制备材料的力学性能、热物理性能、烧蚀性能和断口显微形貌进行了研究.研究了裂解温度及纤维体积含量对复合材料抗弯强度的影响.结果表明:该材料具有较好的力学性能和优良的抗烧蚀性能,随着纤维体积含量的提高,复合材料的抗弯强度随之提高.当纤维体积分数为48%,裂解温度为800℃时,复合材料显示出最高径向抗弯强度(134.6MPa).烧蚀过程中无分层和剥离现象,表面平整,线烧蚀率为0.038mm/s.材料的增韧机制是基体与纤维界面的脱粘和纤维的拔出吸收了大量的能量.     

单向纤维增强SiC基复合材料界面微结构的研究

采用先驱体浸流法制备了３种不同纤维增强的ＳｉＣ基复合材料,观察,分析了材料的微观结构,界面成分以及相应的材料性能。研究发现：在制备过程中Ｓｉ和Ｏ会逐渐从基体扩散到纤维中,并导致纤维劣的化,Ｍ４０ＪＢ碳纤维受损最严重,所制备材料性能最差;采用Ｈｉ－Ｎｉｃａｌｏｎ纤维增强的ＳｉＣ基复合材料具有最佳的性能,单向板弯曲强度达到７０３．６ＭＰａ,断裂韧性达到２３．１ＭＰａ．ｍ＾１／２。     

PBO纤维和碳纤维混杂增强混凝土抗弯曲性能研究

采用PBO纤维与碳纤维混杂复合材料片材增强加固混凝土,设计了3种混杂比的复合材料片材对混凝土进行增强实验,采用3点抗弯曲试验测试纤维片材对混凝土抗弯曲性能增强效果。结果表明,掺有纤维片材的混凝土抗弯曲强度比素混凝土明显提高,两种纤维层间混杂增强后抗弯曲强度呈现出正的混杂效应,破坏形式由素混凝土的脆性断裂转变纤维混凝土的层间韧性断裂。     

界面强度对玻璃纤维增强不饱和聚酯复合材料静态和动态力学性能影响

采用3种高强高模玻璃纤维与不饱和树脂,分别制备了3种单向板复合材料和3种织物复合材料,通过纤维束拔出法和韦布分析法表征了3种玻璃纤维与不饱和树脂间的界面结合强度,并研究了界面强度与复合材料静态和动态力学性能。结果表明:3种纤维的本征界面强度分别为27.12,34.91,35.60MPa;界面强度对复合材料静态力学与疲劳性能有着重要的影响,但对模量的影响较小。随着界面强度的增加,90°方向的拉伸强度逐渐增加,但是0°方向上的拉伸强度反而下降。当疲劳应变较低时,界面强度的增加有助于疲劳性能的提高;但当疲劳应变提高时,界面强度对疲劳性能的影响降低,与材料初始强度反而有着明显的相关性。     

玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺复合材料力学性能的研究

采用热塑性聚酰亚胺膜熔渗法,制备了单向玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺膜层压复合材料,考察了嵌段共聚聚酰亚胺的理论分子量、嵌段比(由BPDA段含量表示)对复合材料力学性能的影响。结果表明,分子量和嵌段比能显著影响嵌段共聚聚酰亚胺的分子链柔性,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度和冲击强度均随理论分子量的增大或刚性段含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,最大弯曲强度、最大弯曲模量、最大层间剪切强度和最大冲击强度分别达到1224.52MPa、31.82GPa、70.56MPa和447.55kJ/m2。     

Effects of Thermal Aging on the Mechanical Properties of a Porous-Matrix Ceramic Composite

The present article focuses on changes in the mechanical properties of an all-oxide fiber-reinforced composite following long-term exposure (1000 h) at temperatures of 1000–1200°C in air. The composite of interest derives its damage tolerance from a highly porous matrix, precluding the need for an interphase at the fiber–matrix boundary. The key issue involves the stability of the porosity against densification and the associated implications for long-term durability of the composite at elevated temperatures. For this purpose, comparisons are made in the tensile properties and fracture characteristics of a 2D woven fiber composite both along the fiber direction and at 45° to the fiber axes before and after the aging treatments. Additionally, changes in the state of the matrix are probed through measurements of matrix hardness by Vickers indentation and through the determination of the matrix Young's modulus, using the measured composite moduli coupled with classical laminate theory. The study reveals that, despite evidence of some strengthening of the matrix and the fiber–matrix interfaces during aging, the key tensile properties in the 0°/90° orientation, including strength and failure strain, are unchanged. This strengthening is manifested to a more significant extent in the composite properties in the ±45° orientation, wherein the modulus and the tensile strength each exhibit a twofold increase after the 1200°C aging treatment. It also results in a change in the failure mechanism, from one involving predominantly matrix damage and interply delamination to one which is dominated by fiber fracture. Additionally, salient changes in the mechanical response beyond the maximum load suggest the existence of an optimum matrix strength at which the fracture energy in the ±45° orientation attains a maximum. The implications for long-term durability of this class of composite are discussed.     

High-Temperature Mechanical Properties of a Uniaxially Reinforced Zircon-Silicon Carbide Composite

Mechanical properties of a monolithic zircon ceramic and zircon-matrix composites uniaxially reinforced with either uncoated or BN-coated silicon carbide monofilaments were measured in flexure between 25° and 1477°C. Monolithic zircon ceramics were weak and exhibited a brittle failure up to about 1300°C. An increasing amount of the plastic deformation was observed before failure above about 1300°C. In contrast, composites reinforced with either uncoated or BN-coated SiC filaments were stronger and tougher than the monolithic zircon at all test temperatures between 25° and 1477°C. The ultimate strength and work-of-fracture of composite samples decreased with increasing temperature. A transgranular matrix fracture was shown by the monolithic and composite samples tested up to about 1200°C, whereas an increasing amount of the intergranular matrix fracture was displayed above 1200°C.     

Mechanical Properties of Hemp‐Fibre‐Reinforced Euphorbia Composites

A composite material consisting of hydroxide‐modified hemp fibres and euphorbia resin was produced. The composites were tested in tension, short‐beam interlaminar shear stress and in impact. There was an increase in the tensile strength and modulus for resins with high‐hydroxyl‐group based composites. Similar results were obtained for interlaminar shear stress while low‐hydroxyl group euphorbia resin based composites exhibited high impact strength. The euphorbia resin with high hydroxyl content yielded composites with high stiffness. The use of euphorbia‐based resins in composite manufacture increases the value of the euphorbia oil as well as creating a new route of composite manufacturing.

     

单晶钴颗粒的合成和磁性研究

采用水合肼还原法制备出钴纳米颗粒的团簇,通过对钴颗粒形貌及结构的分析发现钴为单晶颗粒,并存在六角和面心立方两种密排结构;探讨了溶液中钴团簇的形成机制,并对其磁性质进行了初步的研究。     

亚麻籽麻纤维增强复合材料的制备及其力学性能

本文着重研究了亚麻籽麻纤维强度及其复合材料纵向拉伸和弯曲性能,旨在探求亚麻籽麻纤维在绿色复合材料领域的应用潜能。分别采用10 g/l NaOH和20 g/l NaOH对亚麻籽麻纤维进行脱胶处理。脱胶后纤维表面SEM照片显示,经20 g/l NaOH处理可脱除纤维表面大部分胶质,脱胶较为彻底和均匀。热处理对纤维的力学性能有较大影响,经150℃热处理后纤维强度下降了36.2%。选择低熔点PBS(聚丁二酸丁二醇酯)树脂与麻纤维采用热压成型制备了纤维体积分数为36%的复合材料。测试了复合材料的纵向拉伸和弯曲性能,并对破坏模式进行分析。结果显示:碱处理后,复合材料拉伸性能有所降低,弯曲强度分别提高了19.3%(10 g/l NaOH)和59.9%(20g/l NaOH),20 g/l NaOH处理后复合材料的纵向弯曲强度为42.69 MPa。研究表明,亚麻籽麻纤维可用于制备热塑性复合材料,并具有较好的力学性能和应用前景。     

Nanofibrillar Single Polymer Composites of Poly(ethylene terephthalate)

Using the experience gained from the development of polymer–polymer nanofibrillar composites (NFCs), an attempt was undertaken to manufacture PET single polymer nanofibrillar composites. For this purpose polypropylene (PP) was removed by selective extraction from a knitted textile manufactured with PP/PET (80:20 by wt) blend. The remaining PET nanofibrillar textile was then sandwiched between lower‐melting PET films and compression molded at 120 °C. The obtained PET single polymer NFCs comprised PET nanofibrils as reinforcement and showed an improvement in the tensile strength and modulus of 37–100 and 40–140%, respectively (depending on the annealing temperature after compression molding and the test direction) compared to those of the starting isotropic matrix film.

     

还原氧化石墨烯增强水泥基复合材料微观结构及力学性能

采用水热还原法制备了不同还原程度的还原氧化石墨烯(RGO),并将其添加到水泥浆体中,制得石墨烯增强水泥基复合材料。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、力学性能测试仪、扫描电子显微镜(SEM)对氧化石墨烯(GO)还原程度及水泥基复合材料的力学性能和微观结构进行测试。结果表明,在120℃水热条件下,控制不同还原时间可以得到不同还原程度的RGO;随着GO还原程度的提高,复合材料力学强度不断增加;RGO可使水泥更加密实,降低了水泥浆体的孔隙率,对水泥基复合材料起到增强增韧的作用。