浸泡腐蚀对玻璃纤维-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料弯曲性能的影响

制备了不同纤维质量分数的玻璃纤维-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料。通过三点弯曲试验研究了纤维质量分数对复合泡沫材料力学性能的影响。将复合泡沫材料试件置于蒸馏水和海水中浸泡,研究了浸泡腐蚀对试件弯曲性能的影响,并结合扫描电镜照片分析其原因。研究表明:纤维质量分数越高,玻璃纤维-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料的吸湿率越大,且在蒸馏水中的吸湿率较海水中的更大。试件的弯曲强度随纤维质量分数增加而增大,当纤维质量分数为10%时达到最大,比未添加纤维的试件增强了51%,之后则随纤维质量分数增加逐渐降低。浸泡腐蚀降低了试件的弯曲性能,其中海水浸泡后的试件弯曲性能最低。玻璃纤维-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料弯曲强度降低的直接原因是浸泡腐蚀使得部分玻璃微珠和玻璃纤维与环氧树脂基体间的界面层受到破坏。     

紫铜纤维对汽车摩擦材料性能的影响

以一种成熟的树脂基摩擦材料配方为基础,研究紫铜纤维质量分数对摩擦材料物理性能、力学性能、摩擦磨损性能及制动噪声的影响.结果表明:随紫铜纤维质量分数增加,摩擦材料的密度、硬度、内剪切强度逐渐增大,气孔率、压缩量逐渐降低,pH值则随紫铜纤维质量分数的变化没有明显的区别;通过执行SAE J2521和SAE J2522程序进行台架实验,发现紫铜纤维的添加对摩擦材料名义摩擦因数的影响较小;添加适量紫铜纤维有利于改善摩擦材料与对偶件表面的接触状态,稳定摩擦因数,提高摩擦材料的抗衰退性能;随紫铜纤维含量增加,摩擦材料的磨损率先降低后略微上升,紫铜纤维质量分数为9％时,磨损率最低;当紫铜纤维质量分数在7％时,摩擦材料具有最佳的噪声性能.     

黄金分割法在摩擦材料配方设计中的应用

黄金分割法是一维空间搜索最佳值的优化方法。将黄金分割序列与摩擦材料配方中组分的体积分数关联,可以设计和计算摩擦材料配方。摩擦材料配方优化分3步进行:(1)将原材料分为纤维增强体组、填料组和树脂基体组,考察纤维增强体组和填料组中的各个组分对摩擦性能的影响;(2)固定树脂基体组的体积分数,优化纤维增强体组和填料组的含量;(3)优化树脂基体组的含量。     

多维复合增强汽车摩擦材料

以玻璃纤维、 铜纤维、 矿物纤维、 芳纶纤维、 纳米钛酸钾晶须和片状蛭石等制备多维复合增强非石棉有机汽车摩擦材料, 构成具有“微米和纳米”尺度、 “一维（纤维）和二维（片状）”形态、 “无机和有机”材质的多维复合增强体系。基于材料的力学和摩擦磨损性能测试结果, 通过回归模型分析对复合体系配方进行了优化。通过材料的内部结构和摩擦面的形貌观察, 分析了多维复合增强体系提高材料力学和摩擦磨损性能的内在机制。结果表明, 通过优化配方, 各增强相之间表现出良好的混合和协同效应, 优化多维复合增强汽车摩擦材料的冲击强度为0.54J/cm2、 总磨损率为1.35×10-7cm3/(N·m)、 摩擦系数的变异系数为5.86%。      

增强纤维对复合摩擦材料性能的影响

复合摩擦材料是以高分子化合物为粘结剂、以无机或有机类纤维为增强组分、以填料为摩擦性能调节剂的复合功能材料。通过添加芳纶浆粕纤维和膨胀蛭石,考察低温条件下增强纤维对复合摩擦材料性能的影响。实验结果表明,随着芳纶浆粕纤维含量的增加,洛氏硬度与之近似满足线性关系,冲击强度缓慢提高,摩擦系数及磨损量也增大;随膨胀蛭石含量的增加,其力学性能和摩擦系数均呈峰形变化,分别在2%、3%时达最大值,但磨损量的变化不大。     

聚丙烯腈纤维对汽车摩擦材料性能的影响

在一种成熟低金属配方基础上,采用热压法制备聚丙烯腈纤维增强摩擦材料,研究聚丙烯腈纤维含量对摩擦材料物理性能、力学性能、摩擦磨损性能及制动噪音的影响。结果表明:随聚丙烯腈纤维含量增加,摩擦材料的密度逐渐降低,而气孔率、压缩变形量和内剪切强度先升高然后降低;添加聚丙烯腈纤维对名义摩擦因数的影响较小,但会降低材料的抗高温衰退性能,并且随着其含量的增多,摩擦因数的衰退幅度增大;添加聚丙烯腈纤维会提高材料的磨损率,并随其含量的增加呈现先降低后略有增加的趋势;添加适量的聚丙烯腈纤维有利于抑制噪音的产生,在质量分数为3%~5%左右时,噪音表现最佳。     

铜纤维／芳纶浆粕混杂增强摩擦材料的冲击性能研究

以冲击强度为主要考察目标,研究了酚醛树脂种类及含量、混杂纤维配比及含量对铜纤维/芳纶浆粕混杂增强摩擦材料冲击性能的影响,借助SEM观察了摩擦材料的冲击断面.结果表明,丁腈橡胶改性酚醛树脂为基体的摩擦材料的冲击强度优于腰果壳油/三聚氰胺改性酚醛树脂基摩擦材料,但硬度有所提高;铜纤维中加入芳纶浆粕的混杂纤维形式可显著提高摩擦材料的冲击强度;在树脂含量35%、纤维含量18%(质量分数)、纤维混杂比1∶1时体系的冲击强度最高为3.63kJ·m-2.     

玄武岩纤维对汽车摩擦材料性能的影响

在一种成熟的配方基础上,采用热压法制备玄武岩纤维增强摩擦材料,研究了汽车摩擦材料中玄武岩纤维含量(质量分数,%)对摩擦材料物理性能、力学性能、摩擦磨损性能及制动噪音的影响。结果表明:随着玄武岩纤维含量增加,摩擦材料的气孔率和洛氏硬度增加,密度和压缩变形量降低,内剪切强度先增加后降低;名义摩擦系数与最低摩擦系数随玄武岩纤维含量的增加而提高;添加适量的玄武岩纤维有利于降低磨损和抑制制动噪音的产生,随其含量增加,磨损量和噪音发生概率先降低而后增加;玄武岩纤维含量在12%时,内剪切强度最高,磨损量最小,噪音表现最佳。     

纤维增强聚酰亚胺复合材料的摩擦学行为

本文研究了碳纤维、玻璃纤维及石英纤维增强的PI复合材料在于摩擦和水环境下的摩擦磨损行为。研究表明,碳纤维增强PI复合材料在两种摩擦条件下的摩擦系数和磨损率都随碳纤维含量的增加而不断降低。而玻璃纤维和石英纤维增强PI复合材料的摩擦系数和磨损率则随纤维含量的增加而增大。材料的磨损均以塑性变形、微观破裂及破碎为主导,相同纤维种类和含量增强PI复合材料在水环境下的磨损率均较干摩擦下的低,这主要归因于摩擦副表面吸附或存留的水分的边界润滑作用。     

玻璃纤维在摩擦材料应用中应关注的几个问题

简要介绍玻璃纤维及各种增强纤维在摩擦材料中的应用情况。结合摩擦材料产品试验情况,对影响玻璃纤维性能的各种因素进行理论分析,给出了玻璃纤维在摩擦材料应用中应密切关注玻璃纤维成分、玻璃纤维浸润剂的类型及涂覆量、玻璃纤维的应用形态等问题,关注这些问题才能使玻璃纤维更好发挥其增强效果。     

剑麻纤维增强酚醛基摩擦材料的研制

以酚醛树脂为基体,以经过表面预处理的剑麻纤维为增强材料,研制出新型无石棉摩擦材料,其各项性能均达到汽车制动器衬片GB5763-1998的规定,且与市场产品的摩擦磨损性能处于同一范围,可作为目前常用石棉摩擦材料的更新换代产品.通过研究剑麻纤维的质量分数和表面状态对材料摩擦磨损性能的影响,发现剑麻纤维的最佳质量分数为10%～20%.研究结果表明,采用碱处理、偶联剂处理和阻燃剂处理后的剑麻纤维,可以较好地改善复合材料的摩擦磨损性能.     

黄金分割原则在酚醛树脂基摩擦材料配方设计中的应用

在酚醛树脂基摩擦材料配方设计中,采用黄金分割原则对增强纤维的含量进行优化。通过对摩擦材料样品进行摩擦磨损性能、力学性能和物理性能测试,结果表明,当碳纤维质量含量为16%,矿物纤维质量含量为5%时,摩擦材料样品的综合性能最佳,其摩擦系数值为0.40,磨损率为0.26×10~(-7)cm~3/N·m,冲击强度为5.21J/cm~2,硬度为85HRM,密度为1.88g/cm~3。表明利用黄金分割原则设计摩擦材料的配方在大幅减少实验次数的同时,可以显著改善摩擦材料的性能。     

芳纶浆粕增强摩擦材料的研究

针对摩擦材料无石棉化的发展趋势,以改性酚醛树脂及丁腈橡胶粉末为基体树脂粘结剂,芳纶浆粕为增强纤维制得摩擦材料.利用D-MS摩擦试验机研究了芳纶浆粕增强摩擦材料的摩擦磨损性能.结果表明:摩擦材料的摩擦系数随着芳纶浆粕含量的增加而增加,磨损率随着芳纶浆粕含量的增加而减小,芳纶浆粕的质量分数不宜超过5%.SEM分析表明,其摩擦磨损机理也与芳纶浆粕含量密切相关.     

玻璃纤维/聚乳酸复合包装薄膜的制备及表征

目的添加适量的玻璃纤维(GF)改善聚乳酸(PLA)的力学性能以适应产品的包装。方法聚乳酸与玻璃纤维共混制备复合包装材料,为了增加2种物质的相容性,加入KH550改性玻璃纤维以增强材料的力学性能。测试该复合材料力学性能、透光率、红外谱图,并用扫描电子显微镜观察复合包装材料的断面形貌。结果聚乳酸中添加一定量的玻璃纤维后,复合薄膜的力学性能增强。添加质量分数为15%的玻璃纤维,薄膜的拉伸强度最大;添加质量分数为25%的玻璃纤维时,冲击强度最大;用质量分数为1%的KH550偶联剂改性玻璃纤维,明显增强了GF和PLA的相容性,拉伸强度明显提高;GF所占比例愈大,GF/PLA复合薄膜材料的透光率越低,雾度越高,对包装材料的可视性有一定的影响。结论玻璃纤维具有超强的增强效果,其在改善聚乳酸脆性方面具有显著的意义和广阔的发展前景。     

钛酸钾含量对汽车摩擦材料性能的影响

钛酸钾是替代石棉用于摩擦材料中的一种新兴增强材料。以一种低金属陶瓷配方为基础,采用粉末冶金法制备钛酸钾增强摩擦材料,研究钛酸钾含量(质量分数,%)对摩擦材料的物理性能、力学性能、摩擦磨损性能及制动噪音的影响。结果表明,随钛酸钾含量增加,摩擦材料的气孔率增加,密度降低,pH值增加;洛氏硬度增加,压缩性及内剪切强度降低;摩擦系数稳定性增强,磨损量先降低后增加;噪音发生频次先降低后增加。钛酸钾含量为12%时,磨损量最低,噪音表现最佳。     

莫来石纤维含量对陶瓷基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

利用氮气保护热压烧结法制备含0%～24%(质量分数)莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料,采用XD-MSM型定速摩擦试验机研究莫来石纤维含量对摩擦材料摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察实验后试样的磨损表面形貌,并探讨其磨损机理。结果表明:莫来石纤维的加入能够显著提高陶瓷基摩擦材料的摩擦因数,且随莫来石纤维含量增加而增大。在高温下,陶瓷基摩擦材料的磨损率随莫来石纤维含量增加而增大。未添加莫来石纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式主要是脆性脱落和疲劳磨损,伴有磨粒磨损;而添加莫来石纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式转化为黏着磨损和磨粒磨损。     

结构变化对碳纤维/铜纤维混编酚醛树脂基摩擦材料弯曲性能的影响

以碳纤维和铜纤维为原料制备了3维4层深交联机织物,将酚醛树脂和其他填料组成树脂体系,并与深交联织物进行复合成型,制成3维深交联摩擦材料。通过改变织物纬向的铜纤维含量及位置获得4种深交联摩擦材料,探究不同位置和含量的铜纤维对摩擦材料在纬向弯曲性能的影响。结果表明:摩擦材料的弯曲性能随着铜纤维含量的增加而减小;当铜纤维在摩擦材料预制体中间层时,会降低复合材料的弯曲性能。材料的破坏模式具体表现为树脂基体的碎裂,以及纤维的抽拔及断裂。     

基于BP神经网络的汽车摩擦材料性能预测与配方优化

采用钢纤维、玻璃纤维、铜纤维、矿物纤维等增强纤维,石油焦碳、人造石墨、天然石墨等摩擦调节组元,以及树脂、丁腈橡胶、丁苯橡胶等粘接剂制备汽车摩擦材料.选用BP神经网络建模,以原材料配方为输入变量、摩擦磨损试验数据为输出变量,采用L-M算法对网络进行训练,并进行摩擦磨损性能预测和配方优化.结果表明,隐层神经元为4的单隐层神经网络结构模拟效果较好,性能曲面预测图能表现出原材料的组合性能,采用该网络优化试样的性能测试结果与预测值的相对误差小于20%.     

玻璃纤维增强不饱和聚酯夹层板复合材料性能研究

以短切玻璃纤维增强改性不饱和聚酯树脂为芯板,玻璃纤维布为面层,制备玻纤增强不饱和聚酯树脂夹层板。通过改变芯层短切玻璃纤维的含量研究夹层板复合材料的性能。研究表明:当短切玻璃纤维含量低于50%(wt,质量分数,下同)时,复合板的力学性能随纤维含量的增加而逐渐增强;短切玻璃纤维含量为50%时,复合板力学性能达到最优,其中拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达到152.48MPa、299MPa、164kJ/m~2,而且材料具有较好的耐热性和热稳定性,初始分解温度达到79℃。     

废纸纤维/微晶纤维素增强PHBV复合材料性能研究

以聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)作为基体,微晶纤维素(MCC)和废纸纤维作为增强体,采用注塑成型的方法制备可生物降解的复合材料。研究不同质量分数的MCC以及不同质量分数的废纸纤维作为共混填充材料对复合材料的力学、吸水及界面性能的影响。结果表明添加MCC后的复合材料力学性能整体都得到了提高,且在MCC质量分数为3%时复合材料的综合力学性能最好,共混填充后的复合材料则在废纸纤维的质量分数为10%时综合力学性能最好;复合材料的吸水性随着废纸纤维含量的增加而上升。扫描电镜分析发现,MCC与PHBV界面相容性较好,共混废纸纤维后界面性能下降。