两种测试纤维增强塑料冲压式剪切强度标准的对比

冲压式剪切强度是玻璃纤维增强塑料重要的力学性能指标。探讨了GB／T1450．2—2005和ASTM D732-2002两个标准之间的区别，并用相同纤维增强塑料样品进行冲压式剪切强度试验。对试验的结果进行了比较，发现采用ASTM标准方法试验结果的离散率相对较低。     

环氧／碳纳米管复合材料获突破

Nano—Proprietary宣布，该公司旗下子公司Applied Nanotech（ANI）在环氧树脂基材料开发中取得突破性进展。制造商们正尝试加入富勒烯和碳纳米管以使环氧树脂材料具备刚性、轻质以及更高的强度。这些应用于工业中的环氧树脂材料常常是以纤维增强塑料的形式存在。一般而言，环氧树脂／碳纳米管复合材料的性能并不能转移至纤维增强塑料，但采用新型复合材料后，ANI使最终纤维增强塑料产品的弯曲强度提高了23％，同样压缩强度也有类似的提高。     

碳纤维复合材料的实际应用

碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。碳纤维复合材料是国家高科技产业发展当中的重要材料也是关键材料,碳纤维复合材料有轻质、高强度、高刚度、耐得住腐蚀等优势。其被广泛应用在航天领域、航空领域、汽车、体育休闲等领域。本文主要介绍碳纤维复合材料在各领域的实际应用情况。     

复合材料汽车

按照美国联邦燃料节约标准,到1985年汽车耗油应是27.5英里/加仑,最终可能达到50英里/加仑。因此,为减轻汽车重量,制造商们急于采用增强塑料复合材料。例如,石墨纤维增强塑料,较之普通的材料,可节约重量达70％。福特汽车公司制造的1979型Ford LTD汽车,使用石墨纤维增强材料约600磅。多数部件由石墨纤维或其他纤维(如玻璃纤维)增强的环氧复合材料制成。实际上整个车身、框架和车底架(约160个部件)均用石墨纤维增强复合材料制成。这种汽车比现在生产的LTD型车(3750磅)轻1250磅。它可用一台2.3升、4缸发动机驱动。实验数据表     

石棉增强复合材料的研究——Ⅰ.石棉表面处理效果的初步考察

用改性环氧树脂和经AT型表面处理剂处理的石棉纤维来制取增强塑料。制件的断口形貌表明有明显的纤维开松效果。从表面能的计算、断口形貌观察以及从制件的力学性能与热膨胀行为等的分析,表明树脂基体对石棉纤维的浸润性获得了改善,显示出本体系中AT型处理剂具有纤维开松与偶联的协同效果。     

环氧／碳纳米管复合材料获突破

Nano—Proprietary目前宣布，旗下子公司Ap—pliedNanotech（ANI）在环氧树脂基材料开发中取得突破性进展。制造商们正尝试加入富勒烯和碳纳米管以使环氧树脂材料具备刚性、轻质以及更高的强度。这些应用于工业中的环氧树脂材料常常是以纤维增强塑料的形式存在。一般而言，环氧树脂／碳纳米管复合材料的性能并不能转移至纤维增强塑料，但采用新型复合材料后，     

复合材料滚动轴承粘弹性分析

本文建立了短切纤维增强塑料复合材料滚动轴承的力学模型，采用三维有限元法求解粘弹性各向异性力学问题，得到了较精确的粘弹性应力场和应变场，并用实验验证了有限元计算结果。     

复合材料使汽车不易划伤

德国弗劳恩霍夫化学工艺研究所正在开发一种复合材料，这种材料不但有出色的抗划伤特性，而且还强度高、韧性好。纤维增强塑料通常是在基质中加入玻璃纤维或碳纤维。制造高性能纤维增强复合材料的主要要求是使纤维排列于经受最大应力的方向，而且纤维必须与基质材料有良好的润湿性。     

纤维增强塑料筋扭转力学性能研究

常见的FRP筋所采用的纤维原料,一般有玻璃纤维增强塑料(简称GFRP),碳纤维增强塑料(简称CFRP)和芳纶纤维塑料(简称AFRP)等几种.它们之间存在较多的共同性.对表面光滑和表面粗糙两种不同的GFRP进行了扭转试验,获得两种筋的荷载一变形关系、极限承载力等扭转力学性能.并对GFRP筋扭转的纤维、基体、以及界面的开裂形式、破坏形式的进行宏观断口分析以及微观断口SEM分析.     

新型复合材料发展动态

最常用的复合物是玻璃增强塑料(GRP)和碳纤维增强塑料(CFRP),它们由用玻璃、碳或聚酰胺纤维增强热塑或热固树脂制成,增强材料可以是切成段的缕、纤维或是编织品,可单独使用,也可以组合使用。 世界各国的军用航空宇航部门,都在努力研制重量更轻、飞行时间更长、飞行高度更高的战斗机。美国空军部门意识到,要想在战斗机上再安装更多的智能电子器件,已受限于有限的空间,唯一的出路是采用灵巧复合物,以便把许多传感和处理器件塞进飞机的蒙皮里去,不至于增加飞机的重量和体积及影响空气动力学性能。     

玻璃纤维增强酚醛塑料的磨损性能

通过在酚醛树脂（电木粉）中加入5％至30％不同含量的玻璃纤维,在一定的压力和温度下模压成型,将所得到的玻璃钢材料机加工成特定的试样。然后对试样进行耐磨性能和压缩试验,再对磨损后试样表面形貌和压缩试样断口用三维视频显微镜进行观察。结果表明,随着玻璃纤维含量的增加玻璃钢的耐磨性提高,当玻璃纤维含量达到15％,耐磨性趋于稳定;抗压强度随着玻璃纤维增加开始变化不大,当玻璃纤维含量达到15％时,快速下降。磨损表面的纤维和纤维露头明显提高了玻璃钢的耐磨性,而玻璃纤维的加入对抗压强度贡献极小。     

夹层复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究

本文对复合材料在潜艇声隐身结构中的应用情况进行了分析,对其材料、结构形式、作用效果等方面进行了详细阐述,提出了夹层吸声复合材料作为水下声隐身结构的发展趋势。然后利用数值计算的方法,对夹层复合材料的声学性能进行了分析,得到了夹层复合材料各层材料参数,如厚度、声特性阻抗和损耗等对声学性能的影响规律。最后,评估了典型局部结构壳板应用夹层复合材料后的力学性能和声隐身性能。结果表明,潜艇非耐压结构的壳板采用夹层复合材料可以满足结构的力学要求,与钢结构相比声隐身能力大大提高。     

Strain monitoring of carbon fiber composite via embedded nickel nano-particles

Piezoresistive embedded sensors in carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composites have the potential of providing a further multi-functional property to an extremely adaptable material. In this paper a conductive patch of nickel nanostrands embedded in carbon fiber composites displays repeatable piezoresistivity, thus becoming a strain sensor capable of accurately measuring strain, real time and in situ. This patch has compatible mechanical properties to existing advanced composites and shows good resolution to small strain. This method of strain sensing in carbon fiber composites is more easily implemented and used than other strain measurement methods including fiber Bragg grating and acoustic emissions.     

Dynamisch-mechanische Analyse naturfaserverstärkter Kunststoffe

Dynamic-mechanical analysis of natural fiber reinforced plastics Recently natural fibers are increasingly used as reinforcement in plastics. These materials are distinguished by their high tensile strength and stiffness as well as their low density at the same time. For technical applications the material behaviour in addiction of temperature is very interesting. Useing the example of flax fiber reinforced polypropylen it is shown, that the dynamic-mechanical analysis can be a meaningful test to describe the behaviour of natural fiber composites by different temperatures.     

超高模量聚乙烯纤维复合材料的制备与性能研究

研制了用于UHMPE纤维表面处理的连续化学处理装置.将经过处理的UHMPE纤维与环氧树脂体系制备成复合材料.用复合材料的短梁剪切强度评价纤维处理效果.测定了复合材料的压缩性能、弯曲性能和冲击性能(包括平面冲击、缺口与非缺口冲击).结果表明,UHMPE纤维复合材料的韧性极好,虽然其刚度较低,压缩强度与弯曲强度较差.这种复合材料的失效模式主要是纤维与基体的脱粘、分层、纤维屈曲和大变形,而不是纤维的断裂.     

空心石英玻璃纤维增强氰酸酯基低介电复合材料的制备及性能分析

研究了空心石英纤维增强新型改性氰酸酯树脂基复合材料的力学性能、热物理性能和介电性能,结果表明,空心石英纤维增强氰酸酯复合材料具有较好的力学性能和优异的介电性能。空心石英纤维增强新型改性氰酸酯树脂基复合材料的介电常数低且具有较好的频率稳定性,适合作为宽频高透波材料。     

钛基复合材料及其制备技术研究进展

综述了钛基复合材料及其制备技术,重点介绍了纤维增强钛基复合材料(FTMCs)和颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)的制备技术,分析了各种制备技术的优缺点.研究表明:纤维涂层法具有纤维分布均匀,纤维与界面反应小,复合材料性能优异等优点,是一种很有前景的FTMCs的制备技术.原位合成工艺制备的PTMCs避免了界面反应,界面清洁、结合强度高,可以明显提高PTMCs的力学性能.     

粉末浸渍长玻璃纤维增强聚丙烯的压缩模塑

采用粉末浸渍的方法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸料,经切割获得长纤维增强聚丙烯粒子,采用单螺杆挤出机挤出形成模塑料,探索了模塑料的压缩模塑成型工艺,研究了成型后材料的力学性能及其影响因素。结果表明:粉末浸渍的长纤维增强聚丙烯经压缩模塑后可获得力学性能优良的制品;随着预浸料切割长度的增大、纤维含量的增加,材料的力学性能提高;在基体聚丙烯中添加接枝极性基团的功能化聚丙烯,可改善体系的界面结合,提高材料的力学性能,但功能化聚丙烯的含量超过一定值后,材料的冲击强度有所下降;适当提高模具温度、模塑料温度及成型压力,可以提高材料的力学性能。     

Mechanical property evaluation of natural fiber coir composite

The fiber which serves as a reinforcement in reinforced plastics may be synthetic or natural. Past studies show that only artificial fibers such as glass, carbon etc., have been used in fiber-reinforced plastics. Although glass and other synthetic fiber-reinforced plastics possess high specific strength, their fields of application are very limited because of their inherent higher cost of production. In this connection, an investigation has been carried out to make use of coir, a natural fiber abundantly available in India. Natural fibers are not only strong and lightweight but also relatively very cheap. In the present work, coir composites are developed and their mechanical properties are evaluated. Scanning electron micrographs obtained from fractured surfaces were used for a qualitative evaluation of the interfacial properties of coir/epoxy and compared with glass fiber/epoxy. These results indicate that coir can be used as a potential reinforcing material for making low load bearing thermoplastic composites.     

尼龙无纺布结构化增韧层增韧碳纤维/环氧树脂复合材料的湿热力学性能

采用尼龙无纺布(PNF)作为结构化增韧层,制备了PNF层间增韧改性的U3160碳纤维增强3266环氧树脂(U3160-PNF/3266)复合材料,研究了U3160-PNF/3266复合材料的面内力学性能及湿热老化后的力学性能变化,并分析了复合材料湿热老化前后的层间形貌。结果表明:PNF增韧层的引入并未导致复合材料面内力学性能的下降,与未增韧的U3160碳纤维增强3266环氧树脂(U3160/3266)复合材料相比,增韧复合材料U3160-PNF/3266的90°拉伸性能有所提高。而湿热老化处理对U3160-PNF/3266复合材料的基体和界面性能影响相对明显,尤其是尼龙纤维与树脂基体之间的界面结合性能,湿热老化处理后增韧复合材料的90°压缩和层间剪切性能保持率均明显低于未增韧复合材料的。