PAN基碳纤维阳极电解氧化表面处理的研究

借助XPS、力学分析、SEM扫描电镜、傅立叶红外光谱 ,较系统地考察了碳纤维表面组成与结构的变化及阳极氧化表面处理对碳纤维复合材料层间剪切强度的作用与影响。结果表明 :采用碳酸氢铵为电解质对碳纤维进行阳极电解氧化表面处理后 ,其复合材料的层间剪切断裂转变为以张力断裂形式为主 ;通过适当地增加碳纤维表面的羟基含量 ,提高活性碳原子数与非活性碳原子数比 ,可有效地改善碳纤维复合材料的使用性能 ,使碳纤维层间剪切强度提高 49% ,层间剪切强度达 85 .5MPa。     

碳纤维的改性及其界面性能

采用化学接枝的方法对篮球鞋用碳纤维进行了表面改性处理,将柠檬酸接枝到碳纤维表面制备了碳纤维/环氧树脂复合材料,对比分析了改性前后碳纤维的表面形貌、界面剪切强度和层间剪切强度,并对断口形貌进行了观察。结果表明:经过柠檬酸改性后的碳纤维表面粗糙度明显增加,与树脂基体的结合力最强;碳纤维、氧化后的碳纤维、对苯二胺接枝的碳纤维、聚柠檬酸接枝的碳纤维和二次接枝对苯二胺的碳纤维的界面剪切强度分别为46.8,53.4,68.2,62.4,82.2 MPa,改性碳纤维的界面剪切强度都高于原始碳纤维,二次接枝对苯二胺的碳纤维的界面剪切强度最大;经过表面改性处理的碳纤维的层间剪切强度都有不同程度提高,且二次接枝对苯二胺的碳纤维的层间剪切强度最大。     

γ-射线辐照对碳纤维及其复合材料力学性能的影响

以60Coγ-射线为辐照源对碳纤维(CF)表面进行处理,利用扫描电子显微镜(SEM)观察经辐照处理后的碳纤维单丝表面及其与环氧树脂制备的复合材料试样的层间剪切断口;通过层间剪切强度比较了吸收剂量对其复合材料层间剪切强度(ILSS)的影响,并根据GB/T3362—1982标准比较了辐照前后碳纤维复丝拉伸强度的变化。结果表明:辐照处理后的碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面明显得到改善,在一定的吸收剂量范围内能够有效地提高复合材料的ILSS,但是过大的辐照剂量和接枝率不利于复合材料的界面改性;当辐照剂量小于250kGy时,碳纤维的复丝拉伸强度有所提高。     

γ-射线辐照对碳纤维及其复合材料力学陛能的影响

以^60Co γ-射线为辐照源对碳纤维（CF）表面进行处理，利用扫描电子显微镜（SEM）观察经辐照处理后的碳纤维单丝表面及其与环氧树脂制备的复合材料试样的层间剪切断付；通过层间剪切强度比较了吸收剂量对其复合材料层间剪切强度（ILSS）的影响，并根据GB/T 3362—1982标准比较了辐照前后碳纤维复照拉伸强度的变化。结果表明：辐照处理后的碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面明显得到改善，在一定的吸收剂量范围内能够有效地提高复合材料的ILSS，但是过大的辐照剂量和接枝率不利于复合材料的界面改性；当辐照剂量小于250kGy时，碳纤维的复丝拉伸强度有所提高。     

纤维热处理对C/C-SiC复合材料剪切强度的影响

对T300碳纤维在真空环境下,在600、900、1200、1500℃进行热处理,用液硅熔渗反应法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了不同微观组织结构的C/C-SiC复合材料。采用光电子能谱分析了热处理对纤维表面结构的影响,用光学显微镜和扫描电子显微镜对材料微观形貌进行了观察分析。采用双槽口剪切法(DNS)测试了C/C-SiC复合材料层间剪切强度(interlaminar shear strengh,ILSS),并分析了纤维热处理对材料剪切性能影响的微观机理。结果表明：碳纤维经热处理后,表面化学成分发生变化,氧含量显著降低,改变了碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced resin matrix composite,CFRP)先驱体中纤维/树脂界面结合强度,从而在CFRP裂解后形成了具有不同微观结构的C/C预制体,通过液Si对不同微结构的C/C预制体进行熔渗,获得具有不同微观结构的 C/C-SiC复合材料;DNS 测试发现碳纤维热处理能够有效改善 C/C-SiC复合材料的层间剪切强度,主要是由于纤维经热处理后制备的C/C-SiC复合材料中,SiC基体相分布较均匀并包裹在碳纤维周围,导致纤维/基体界面结合强度高。经1500℃热处理纤维增强的C/C-SiC复合材料,其剪切强度为34 MPa,与未处理的相比,ILSS提高了33%。     

PAN基高模碳纤维阳极氧化的表面处理

采用阳极氧化法对PAN基高模碳纤维进行连续表面处理,重点研究了氧化电流密度对碳纤维宏观力学性能、表面形貌、表面酸性官能团以及碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层间剪切强度(ILSS)的影响。结果表明,电流密度对纤维力学性能、表面形貌影响不大;氧化后纤维表面总的酸性官能团显著提高,最大增幅达13倍左右;适当的处理条件可使CFRP的ILSS从28.4 MPa提高到80 MPa以上。     

碳纤维的电化学氧化表面处理

本文综述了关于碳纤维电化学氧化表面处理的研究现状,碳纤维表面的化学表征,以及处理对碳纤维及其复合材料性能的影响;同时也总结了碳纤维表面处理对于提高碳纤维／树脂复合材料层间剪切强度的解释机理。     

不同温度下T700/环氧复合材料层间剪切强度（ILSS）统计分析

本文根据25℃-125℃不同温度条件下的碳纤维/环氧复合材料层间剪切强度实验数据,利用统计学中的线性回归分析法,对不同温度下T700/环氧复合材料的层间剪切强度进行拟合,得到了回归方程,为预判、检验碳/环氧复合材料性能提供参考依据。并预测了125℃下层间剪切强度最小值为31.23MPa,通过与实测数据比较,吻合较好。     

碳纤维表面处理对液体成型碳纤维增强MC尼龙复合材料力学性能的影响

本论文采用真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI),通过己内酰胺原位阴离子聚合的方法制备了连续碳纤维增强浇铸(MC)尼龙的复合材料,并系统研究了丙酮去浆处理、气相氧化处理、偶联剂处理和火焰处理四种不同碳纤维织物表面处理方式的碳纤维表面的O/C比和微观形貌以及复合材料的力学性能、表面形貌和碳纤维体积分数。结果表明:对碳纤维表面进行偶联剂涂层处理,此碳纤维制备的复合材料的力学性能较其他处理方式的碳纤维制备的复合材料而言力学性能最优,其拉伸强度达到595.5 MPa,弯曲强度达到330.7 MPa,层间剪切强度达到30.6 MPa;此条件下碳纤维表面的O/C比达到44.51%,复合材料的碳纤维体积分数达到51.4%。     

国产碳纤维表面性能研究

利用扫描电子显微镜(SEM)、动态接触角及表面张力测试仪及万能材料试验机研究了不同表面处理工艺对碳纤维力学性能、表面形貌和界面性能的影响,以及在相同表面处理工艺下不同型号上浆剂对碳纤维界面性能的影响。结果表明:当处理电流和电压在一定范围内,表面处理不影响碳纤维的力学性能;随着表面处理电流和电压的增加,碳纤维表面沟槽、表面粗糙度、纤维的浸润性不断增加;相同表面处理工艺下,采用5#上浆剂较4#和HS-1#上浆剂具有更高的层间剪切强度。     

润滑剂TAF在尼龙增强改性加工中的应用

研究了防玻纤外漏剂改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)对尼龙力学性能、加工性能、外观质量等方面的影响,概括了TAF对注塑制品外观缺陷的改善.介绍了TAF在玻纤增强尼龙66、尼龙6中的应用实例.     

Al2O3／Si3N4系纳米—亚微米复合陶瓷的制备与性能

用平均粒径为0.5μm的α-Al_2O_3及平均粒度为0.7μm的α-Si_3N_4粉制备出具有纳米相弥散的Al_2O_3基复合陶瓷,其弥散相尺度下限为60μm左右。用XRD,SEM,STEM分析了复合陶瓷的物相与结构。性能测定结果表明:1300℃下复合陶瓷的弯曲强度是纯Al_2O_3瓷的2.5倍以上,并在1200℃仍保持460MPa的强度。     

定向不连续纤维复合材料强度的概率理论

本文采用概率方法，应用Ｔｓａｉ－Ｈｉｌｌ强度准则，提出了考虑纤维长度分布，方向分布以及临界区域的影响下定向不连续纤维复合材料的强度计算公式。定向不连续纤维复合材料，是指纤维方向函数ｇ（θ）确定的复合材料，单向不连续纤维复合材料和随机分布的不连续纤维复合材料是此复合材料的二种特殊情况，本文讨论了这两种特殊情况下的强度计算公式，并且探讨强度与临界区域的关系。     

苎麻落麻纤维的偶联改性研究

本文研究了A-151偶联剂对苎麻落麻纤维与UP的接触角、纤维的吸水性、纤维表面状态及单丝强度的影响.与没有经过偶联处理的苎麻落麻纤维增强UP复合材料相比,A-151偶联处理后的复合材料的拉伸和弯曲强度提高了20%,模量提高了25%.     

复合材料层合板强度界限

本文提出了复合材料层合板强度上下限的概念，给出了层合板强度上下限的计算方法，并以复合材料单向板的强度准则的为基础，对一些特殊铺层的层合板在几种受力状态下的强度限进行了讨论。     

玻璃纤维增强聚合物筋压缩和剪切性能试验研究

本文制备了不同直径、不同肋间距以及不同表面形式的玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋.在此基础上,通过玻璃纤维增强聚合物筋的压缩性能和剪切性能试验,研究GFRP筋的破坏形态和机理.分析GFRP筋直径、肋间距、表面形式以及长细比对其抗压强度和剪切强度的影响.试验结果表明,直径的变化对GFRP筋的抗压强度和剪切强度均有一定影响,肋间距和长细比的影响则不明显.     

三维中空复合材料的电性能研究

为研究三维中空复合材料电性能及力学性能,采用真空导流工艺制备了三种不同高度的三维中空复合材料,采用谐振腔法研究了三种复合材料的相对介电常数(εr)、损耗角正切值(tanδ),并测试了其在1~12 GHz频带下的透波性能,同时对三种复合材料的平压强度和平拉强度进行了研究测试。研究表明:三维中空复合材料随着厚度的增加,其相对介电常数和损耗角正切值不断减小,5 mm、6 mm和8 mm三维中空复合材料的相对介电常数分别为1.93、1.77和1.62,损耗角正切值分别为0.0083、0.0078和0.0065;透波测试表明,在1~12 GHz频带下,三种材料的透波性能均小于0.2 d B;并且三维中空复合材料平压强度和平拉强度随织物高度的增加而降低,5 mm、6 mm和8 mm试样平压强度分别为5.8 MPa、4.6 MPa和3.8 MPa,平拉强度分别为7.8 MPa、6.4 MPa和5.2 MPa。以上研究说明三维中空复合材料具有优异的电性能和力学性能。     

钢纤维高强混凝土的抗剪强度

通过68个100mm×100mm×400mm,102个150mm×150mm×150mm高强混凝土和钢纤维高强混凝土试件的直接双面剪切实验、立方体抗压实验和劈裂抗拉实验,分析了钢纤维体积率、钢纤维类型对剪压强度比及剪拉强度比的影响,探讨了高强混凝土及钢纤维高强混凝土抗剪强度与抗压强度、劈拉强度的关系。研究表明:随钢纤维体积率的增大,剪压强度比呈上升趋势,剪拉强度比呈下降趋势。随抗压强度的提高,钢纤维高强混凝土抗剪强度的提高幅度大于高强混凝土的。通过对实验结果的统计分析,提出钢纤维高强混凝土抗剪强度与抗压强度、劈拉强度的关系式,得到不同类型钢纤维对高强混凝土抗剪强度和初裂抗剪强度的增强系数,建议了钢纤维高强混凝土抗剪强度的计算公式,供设计与施工参考。     

成型煤炼焦新工艺探讨

成型煤炼焦可以提高焦炭质量,扩大炼焦煤资源。本文从工艺流程、原理、影响因素、经济效益等方面,对利用弱粘煤压制部分型煤块炼焦工艺进行了介绍和评价。     

水泥及减水剂种类对水泥砂浆性能的影响

为了选择适用于高流动混凝土的高效减水剂,研究使用了３ 种水泥和８ 种高效减水剂,从砂浆的流动性以及抗压强度两个方面进行了试验研究。结果表明：高效减水剂的种类对水泥砂浆的流动性及抗压强度的影响与水泥品种及砂浆配合比有关。