连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

为了满足轨道交通的阻燃要求,通过熔融浸渍的方法制备了连续玻璃纤维增强聚丙烯阻燃型单向预浸带,并通过热压成型的方法生产出实心板。探究了不同含量的膨胀型阻燃剂和玻璃纤维对复合材料的阻燃性、热稳定性和力学性能的影响。结果表明,在玻纤含量为60%、阻燃剂添加量为45%的情况下,复合材料可以达到UL94标准下1.6 mm的V-0阻燃级别,并且氧指数达到40%。在此条件下,复合材料与未加玻纤的材料热重相比,失重温度提高了18℃,且残炭率提高了40.34%。复合材料的拉伸强度达到261.05 MPa,拉伸模量达到15.6 GPa,弯曲强度达到302.21 MPa,弯曲模量达到14.5 GPa,剪切强度达到225 MPa,冲击强度达到225 k J/m²。复合材料优良的综合性能为连续纤维增强热塑性复合材料的发展前景奠定了坚实的基础。     

连续碳纤维增强尼龙6复合材料3D打印装备与参数调控

为实现高性能纤维增强树脂基复合材料低成本、一体化快速制造,本文研究了一种连续纤维增强热塑性复合材料3D打印技术。借鉴熔融沉积成形工艺,建立了其成形原理,设计了集成打印头模块并搭建原理样机,采用二级喷嘴对打印工艺参数进行调控,建立了工艺参数对纤维含量与力学性能的影响关系,在纤维体积含量达到44.1vol%时,连续碳纤维增强尼龙6复合材料的拉伸强度与模量达到405MPa与80.6GPa,弯曲强度与模量达到565.8MPa与62.1GPa。     

苎麻增强环氧树脂复合材料的力学性能

分别以苎麻原麻和碱麻为增强体,KH550为偶联剂,制备了苎麻增强环氧树脂复合材料,研究了偶联剂用量和纤维含量对复合材料力学性能的影响,并对拉伸断口进行了观察。结果表明:当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为2%时,原麻/环氧树脂复合材料的力学性能最好,拉伸强度为172.9MPa,弯曲强度达365.4MPa;当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的拉伸性能,拉伸强度为117.3MPa;当纤维的质量分数为40%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的弯曲性能,弯曲强度达293.2MPa。     

单向陶瓷基复合材料横向弯曲试验研究

编织复合材料由于其复杂的纤维编织结构,其界面力学性能的测试与表征较困难。为了研究编织复合材料的界面力学性能,探明复合材料界面剥离强度,文中设计并制备了单向模型复合材料,开展相关横向弯曲试验。结果表明,C/SiC采用PyC界面时,其界面剥离强度约为3 MPa,远低于界面剪切强度。通过对界面强度的综合分析,揭示了编织复合材料的界面力学性能。文中研究不仅对拓展C/SiC的应用具有重要的经济意义,而且可为编织复合材料界面力学的研究提供一定的理论和试验支撑。     

冷轧制备碳纤维-铝合金层板及其弯曲力学性能

为研究铝合金/碳纤维预浸料轧制制备层板的可行性及力学性能,基于铝板不同表面处理工艺和轧制压下量,制备了碳纤维增强铝合金层板。结合三点弯曲试验分析了表面处理工艺和压下量对层板弯曲力学性能的影响。结果表明：铝合金表面处理工艺和轧制压下量对层板力学性能影响显著,经阳极氧化工艺处理后所得层板弯曲性能改善最为明显,弯曲强度和模量分别为573  MPa和80.9 GPa,相比表面未处理试样分别增加了65.9%和39.1%,界面结合性能明显优于化学清洗法和机械打磨法,层板破坏形式由纤维整体断裂和分层失效转变为纤维屈曲变形;当压下量为6.5%时,铝合金/纤维树脂界面整洁平齐,层板弯曲性能最优,表明适当的轧制压力有利于树脂流动浸润纤维,压实层间孔隙,促进树脂与铝合金表面形成稳定的机械咬合结构。     

模压压力对PIP法制备2D-SiCf/SiC复合材料力学性能影响

对PIP法制备2D-SiCf/SiC复合材料成型过程中模压压力对2D-SiCf/SiC复合材料致密度、孔隙率以及力学性能影响进行了研究.结果表明,材料的致密度随模压压力的增加而上升,而复合材料弯曲强度随模压压力的增加先升后降.当模压压力为1～3 MPa时,复合材料具有较高的致密度,同时SiC微粉对纤维的机械损伤以及模压成型过程中在复合材料中产生的残余应力均较小.纤维的就位强度较高,故复合材料具有较好的力学性能.     

Co,Ni, Ti增韧氧化铝/碳化硅刀具复合材料的制备及性能评价

为了探究不同金属元素对氧化铝/碳化硅复合材料的增韧作用,利用热压烧结法(1400℃,20MPa),通过添加Co, Ni, Ti三种元素到氧化铝/碳化硅复合材料进行XRD(X射线衍射)、维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性等试验。研究结果表明,加入Co, Ni, Ti后制备的三种复合材料硬度分别提升至5.64GPa, 7.39GPa, 8.29GPa;弯曲强度分别提升到389.2MPa, 871.3MPa, 987.5MPa;断裂韧性分别提升到7.75MPa·m^1/2,7.9MPa·m^1/2,8.9MPa·m^1/2。     

壳聚糖纤维/磷酸钙骨水泥复合材料人工骨的力学性能

提出采用壳聚糖纤维为增强体来改善磷酸钙骨水泥的力学性能,并模仿天然骨的结构制造具有同心圆结构的壳聚糖纤维/骨水泥复合材料人工骨.利用快速成形技术制造精密树脂模具,在模具的支持下制备两种规格的人工骨(φ20 mm×20 mm和(10 mm×20 mm),分别进行人工骨初始强度试验和体内强度试验.试验表明,由于纤维的存在,复合材料人工骨的初始强度为11～26 MPa,明显高于磷酸钙骨水泥4～10 MPa的强度;同时在犬股骨髁缺损修复的过程中,随着壳聚糖纤维的消失而逐渐形成的多孔结构和孔隙并没有降低复合材料人工骨的力学性能,而是通过形成的多孔结构促进骨长入来维持人工骨的强度,使得人工骨多孔结构与强度的矛盾关系得到缓解.     

毡基和碳布叠层C/C复合材料的高温力学及抗氧化性能比较

借助三点弯曲、氧化试验和扫描电镜观察,对毡基C/C复合材料的抗氧化性能和高温1973K下的力学性能进行了研究,并和2DC/C复合材料的相应性能作了对比。结果表明:虽然毡基C/C复合材料和2DC/C复合材料的高温力学性能均优于室温力学性能,但毡基C/C复合材料主要以纤维断裂的形式发生弯曲破坏,而2DC/C复合材料主要以基体的层间开裂发生弯曲破坏,所以毡基C/C的弯曲强度、模量较高;另外,毡基C/C复合材料的整体结构可有效抵御热应力开裂,表现为高温条件下具有较强的抗氧化性能。     

国外传真

应用复合材料制造工程机械零件日本川崎重工业公司最近研制出几种复合材料：树脂和碳化纤维合成强化材料，热塑性树脂和玻璃纤维合成FRTP材料，热硬化树脂和玻璃纤维合成FRP材料。这几种复合材料中，应用最多的是FRP。其基体树脂为不饱和聚酯树脂，密度（1．2～1．3）X10’kg／ms，抗拉强度95MPa～130MPa，弯曲弹性模数3GPa—4GPa；制成玻璃纤维时，直径可达10pm，密度2．55X10’kg／m’，抗拉强度为3500MPa，拉伸弹性模数74GPa。这种材料已用于制造7种中型和大型轮式装载机后护栅，经过100℃～200℃高温强度试验、400h日晒试验和…