氧气等离子体处理对芳砜纶纤维表面性能的影响

用等离子体在氧气环境对芳砜纶(PSA)纤维进行表面改性。分析纤维改性前后断裂强度、摩擦性能和润湿性能的变化。用场发射扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析纤维表面的形貌和化学元素变化。结果表明,等离子处理后的芳砜纶纤维,断裂强度变化较小,摩擦性能增强,润湿性能有大幅度提高;纤维表面随处理时间延长粗糙度增加,纤维表面碳元素含量下降、氧元素含量增加,纤维表面极性基团增加。     

空气等离子体处理芳砜纶纤维表面改性的研究

在空气环境下用等离子体对芳砜纶(PSA)纤维进行表面改性,研究纤维改性前后断裂强度、摩擦性能和润湿性能的变化。用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析纤维表面的形貌和化学元素变化。结果表明:芳砜纶纤维经等离子体改性后,纤维摩擦性能和润湿性能明显提高;纤维的断裂强度无明显变化;纤维表面碳元素含量明显下降,同比下降11.15%,氧和氮元素含量明显增加,同比分别上升49.14%和15.95%,纤维表面极性基团增加。综合考虑实验的最佳工艺参数为40Pa、100 W、2min。     

芳纶纤维与树脂基体改性对复合材料剪切性能的影响

芳纶纤维表面惰性会影响其与树脂间的浸润性能和界面结合强度,因此限制了芳纶纤维复合材料在航空、航天、输电等领域的应用。为了对比纤维表面改性和树脂基体改性技术对芳纶纤维复合材料层间剪切性能的影响,文中结合光学和力学测试方法对不同改性技术及处理过程对芳纶纤维表面刻蚀的影响机制开展了深入研究。结果表明,乙酸酐化学刻蚀会对芳纶纤维表面基团产生影响且增加表面粗糙度。热氧化刻蚀处理后表面粗糙度显著增加,具有明显“沟壑”状。然而,当乙酸酐化学刻蚀处理时间高于6 h、热氧化刻蚀处理时间高于4 min时,纤维内部结构就会受到损伤,导致复合材料层间剪切性能降低。超声浸渍改性处理后,纤维表面粗糙度有一定增加,纤维表面附着的气体将会排出,超过20 min后改性效果趋于稳定。使用偶联剂改性树脂基体可以增加纤维表面的键合作用,当添加量超过3%时,树脂分子间的过度交联导致复合材料层间剪切性能下降。研究结果为提高芳纶复合材料浸润性能和界面强度提供了理论依据,对航空航天、电力系统中芳纶复合材料设计及制造研究具有参考价值。     

含端炔硅烷偶联剂处理石英纤维对透波用QF/PSA复合材料界面影响

运用一种结构中含有端炔的硅烷偶联剂(AG-2),提高透波用石英纤维(QF)/含硅芳炔树脂(PSA)复合材料的界面粘接,运用TGA、XPS、SEM、AFM、表面能分析等表征了偶联剂与纤维、树脂的相互作用。凝胶时间和TGA分析表明AG-2加入对PSA的高温性能影响不大;TGA、XPS、表面能匹配分析等推断AG-2的作用机理为偶联剂分别与纤维表面、树脂基体发生化学偶联,同时增大了QF的表面能,改善了与PSA的表面张力匹配;偶联剂处理后QF/PSA复合材料界面粘结强度增加,复合材料的力学性能提高,层间剪切强度(ILSS)和弯曲强度分别较未处理前提高了34.77%和38.30%。     

黄麻纤维酶促接枝疏水化改性及其增强PLA复合材料研究

利用漆酶催化氧化酚羟基产生自由基进而耦合交联的特性,将单体没食子酸月桂酯(DG)接枝到黄麻纤维中的木质素上,赋予黄麻纤维表面疏水性,而后将改性黄麻纤维与聚乳酸(PLA)树脂熔融混合、挤出注塑制备DG接枝黄麻纤维/PLA复合材料。经红外光谱、元素分析证实,DG在漆酶的催化作用下接枝到黄麻纤维上,使黄麻纤维的疏水性提高,接触角由104.3°增至121.4°,平均水滴润湿时间由5.2s增至19.9min,平衡吸湿率由9.55%降至8.95%。疏水化改性有利于黄麻纤维在PLA树脂基体中的分散,并且纤维与基体间的界面相容性得到改善。实验表明,DG接枝黄麻纤维/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度较黄麻纤维/PLA复合材料分别提高47.5%和35.9%,同时拉伸应变和弯曲应变分别提高24%和31.6%。     

羧基化多壁碳纳米管改性洋麻纤维对其环氧树脂复合材料界面性能的影响

植物纤维增强复合材料正广泛应用于生活中各领域,但亲水性增强体与疏水性基体之间界面不相容的问题限制了复合材料的力学性能,本论文通过羧基化碳纳米管(c-MWCNTs)改性洋麻纤维,探究洋麻纤维/环氧树脂复合材料的界面改善机制。首先利用水和NaOH对洋麻纤维进行预处理,通过观测纤维直径变化、红外光谱图和纤维束断裂强度变化,探讨不同预处理方式对c-MWCNTs接枝洋麻纤维的效果影响;然后使用含量分别为0.5wt%、1wt%和3wt%的c-MWCNTs改性洋麻纤维,通过单纤维抽拔实验,探讨洋麻纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度(IFSS)变化。结果表明,与原洋麻纤维和水预处理过的洋麻纤维相比,经过NaOH处理后的洋麻纤维,直径变化幅度和纤维束断裂强度降低幅度最小,复合材料的尺寸稳定性较高;通过单纤维抽拔实验证明,洋麻纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度逐渐升高,但是有效性逐渐降低,当c-MWCNTs质量分数为0.5wt%时,c-MWCNTs处理洋麻纤维的有效性最高,达到45.09%;洋麻纤维/环氧树脂复合材料的界面性能得到改善,c-MWCNTs的存在增强了纤维与树脂基体间的机械锁结作用。     

γ-射线辐照Armos纤维对AFRC界面性能的影响

为改善Armos纤维和环氧树脂间的界面结合性能,采用对环氧树脂/丙酮溶液浸泡的Armos纤维进行γ-射线辐照改性处理,探索辐照剂量对其芳纶纤维增强复合材料(AFRC)界面性能的影响.研究结果表明:在辐照剂量200～1000kGy,AFRC的层间剪切强度(ILSS)和界面剪切强度(IFSS)均增加,且500kGy界面强度较未处理的提高幅度最大;经γ-射线辐照处理的芳纶纤维,表面氧含量有大幅度提高,使得纤维表面活性增大;辐照处理后纤维表面较未处理的纤维表面粗糙度有所增加;纳米硬度仪测试AFRC横断面纤维、界面和基体的纳米硬度,表明辐照可以提高复合材料的硬度.     

LiCl处理对芳纶纤维表面结构与性能的影响

为提高芳纶纤维与复合材料基体间的界面强度,首先,使用LiCl乙醇溶液处理芳纶纤维一定时间;然后,对LiCl处理芳纶纤维表面的化学组成、微观形貌、单丝拉伸强度及芳纶纤维/环氧树脂复合材料的界面性能等进行了测试分析。结果表明:使用LiCl乙醇溶液处理芳纶纤维后,芳纶纤维表面的含氮官能团含量增加;处理后,芳纶纤维表面有刻蚀出的沟槽,表面粗糙度增大,进而改善了芳纶纤维与环氧树脂基体的界面粘接性能,使芳纶纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度由处理前的21.75 MPa提升到37.98 MPa;最佳处理时间为3~4 h,而处理时间过长会导致芳纶纤维的单丝拉伸强度及复合材料的层间剪切强度下降。所得结论证实使用LiCl处理芳纶纤维是一种有效的表面改性方法。      

氩气低温等离子体处理对PBO纤维的表面改性

采用低温等离子体表面处理技术对聚苯撑苯并二口恶唑(PBO)纤维表面进行改性.选用氩气作为处理气氛,研究了气压、功率和处理时间等参数对纤维表面性质的影响.采用FT-IR和SEM等方法对处理前后纤维表面化学结构及形态结构进行了表征,并通过单丝拔出试验测定了改性前后PBO纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度(IFSS),对纤维与树脂的界面粘结性进行了初步评价.同时,采用液滴形状法对纤维表面亲水性进行了表征.通过研究发现,经低温氩气等离子处理后,PBO纤维表面亲水性增强,PBO纤维/环氧树脂的IFSS较未处理样品提高了42%.     

石英纤维增强含硅芳炔树脂复合材料的界面增强

制备苯乙炔全封端的含硅芳炔树脂,与含硅芳炔树脂(PSA)共混,得到满足RTM成型工艺要求的低黏度含硅芳炔树脂,合成三乙氧基乙炔基硅烷(TEOAS)并应用于改性石英纤维(QF)布,采用RTM工艺制备石英纤维增强的PSA树脂复合材料。对共混树脂的加工工艺性、耐热性能、石英纤维的表面和复合材料的性能进行研究。结果表明:共混PSA树脂不但具备较高的耐热性,而且有良好的加工工艺性能;X射线光电子能谱(XPS)分析表明QF表面接枝上乙炔基,TEOAS处理后QF与共混PSA树脂的界面黏结强度增强,复合材料的弯曲强度和层间剪切强度(ILSS)分别较未处理时提高了28.8%和25.4%。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Estimation of potentialities of methods of summation of direct measurement errors

Conventional methods for summation of direct measurement errors are considered. Conditions under which these methods provide consistent results are stated. It is proposed to utilize for characteristic of the total error, its interval estimator or the half-sum of the value obtained by adding up its arithmetic and geometric random errors.Translated from Izmeritel'naya Tekhnika, No. 4, pp. 10–12, April, 1995.     

空压机轴承箱蜗壳温度探头油封改造

由于空压机进气侧轴承箱蜗壳温度探头密封效果不好,使空压机及其后续管道受到油污染。后将温度探头的O形圈密封改为骨架油封,杜绝了轴承箱漏油问题。文章简介空压机的结构和技术参数,详细介绍了骨架油封的制作和优点。     

Characteristics of mechanical properties of materials in studies of conditions of attainment of marginal states

It is shown that conditions of attainment of marginal states in the material of structural components are formulated on the basis of analysis of force and deformation criteria of formation and development of destruction. The parameters of these criteria are data on types of structural materials, standard and special characteristics of their mechanical properties, structural forms of considered elements of the equipment, and their operating stress loading. In this case, the construction of a system of state equations for describing interrelation of current damage, external actions, and responses to them is based on the concept of calculating variations in properties of materials at all stages of the design life cycle.     

Determination of parameters of microstructural inhomogeneity of deformation of metals by the method of modeling

The article suggests a method of evaluating the microstructural inhomogeneity of deformation of metals by modeling. The method includes the measurement of deformations of metal according to meshes of a dividing grid with small base and the calculation of the distribution parameters of microdeformations in model representation. It is shown that the modeling method makes it possible objectively to evaluate the microinhomogeneity of deformation of metals independently of the chosen mesh size of the dividing grid. New structural characteristics are introduced: the base and wave of variation expressing the degree of crumbling or amalgamation of metal grains by inhomogeneity of deformation.Translated from Problemy Prochnosti, No. 7, pp. 40–44, July, 1991.     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。