玻璃纤维增强铅网/橡胶阻尼复合材料研究

为了改善橡胶的力学性能和阻尼性能,以橡胶、纤维和铅为原料设计了玻璃纤维增强铅网/橡胶阻尼复合材料,研究了不同玻璃纤维增强铅网铺层数量的横向玻璃纤维增强铅网/橡胶复合材料力学性能和阻尼性能,分析了其阻尼机制.结果表明,复合材料具有比橡胶更高的力学性能和阻尼特性,其刚度随铅网铺层数量的增加而提高,而阻尼损耗因子与铺层数呈非线性关系.复合材料中存在材料变形耗能、界面耗能、摩擦耗能等多种阻尼损耗机制.     

新型纤维增强材料

在许多复合材料中,虽然矿物质、导体碎片、粒子和微球已成为重要的组成部分,但纤维增强材料在体积、性能和设计的多功能性等方面仍占优势。玻璃纤维、碳纤维/石墨纤维、陶瓷纤维、芳酰胺纤维以及其它多种有机纤维可以满足复合材料所需要的各种性能要求。以下就这几类纤维的性能、应用及现行价格作一简单介绍~(〔1〕)。一、无机纤维1.玻璃纤维(以下简称玻纤)~(〔1〕)玻璃纤维是应用最广泛的增强材料,它占了塑料增强材料市场的90%。由于其质     

玻璃纤维/聚脲复合材料的性能研究

为研究玻璃纤维对聚脲性能的影响，分别以聚脲和玻璃纤维作为基体和增强体，合成了玻璃纤维/聚脲复合材料。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和动态热机械分析仪，探究玻璃纤维长度在0.2～0.8mm、添加量在0.5%～1.5%(wt,质量分数，下同)范围时对复合材料微观结构、力学性能和动态力学性能的影响规律，分析复合材料的耗能机理。结果表明：玻璃纤维在基体中分布均匀，降低了复合材料的氢键化程度、氢键结合强度以及微相分离程度；复合材料的拉伸强度、撕裂强度随玻璃纤维长度和添加量的增加而提高，当玻璃纤维长度为0.8mm、添加量为1.5%时，复合材料的拉伸强度为30.14MPa,撕裂强度为127.48kN/m,力学性能最好；随着玻璃纤维长度和添加量的增加，复合材料的储能模量和损耗模量逐渐增加，玻璃化转变温度向高温移动；复合材料的主要耗能机理为本征阻尼和界面阻尼，本征阻尼随着玻璃纤维长度的增加而减小，界面阻尼随着玻璃纤维添加量的增加而增大。     

FRP的共固化阻尼改性

在结构材料中添加粘弹性阻尼材料能够很好的降低结构的振动响应,延长机器的使用寿命,这一点已事实证明。本文使用纤维增强复合材料与内夹的粘弹性阻尼层进行共固化处理,采用阻尼层穿孔的方法,考察了阻尼层的铺设面积比对共固化复合材料动、静态力学性能的影响规律。实验结果表明,阻尼层的穿孔率在0%～8%之间变化时,对复合材料的力学性能影响最大,增大穿孔率会使复合材料阻尼性能下降,静力学性能提高,减小穿孔率则相反。     

环氧树脂混杂复合材料的阻尼性能研究

从本文研究的混杂复合材料阻尼特性的影响因素看,玻璃纤维和碳纤维混杂复合材料中两种纤维对阻尼性能和力学性能的作用和贡献是不同的。经GF/CF混杂后,复合材料的阻尼性能符合混合率,阻尼因子界于GF复合材料和CF复合材料的之间。另外,纤维zk强复合材料的模量变化和玻璃化转变温度受所加纤维的种类、含量和混杂效果的影响。     

玻璃纤维增强热塑性有机复合材料界面强度及其对材料力学性能的影响

本文研究了 BK-10玻璃纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯两种热塑性有机基复合材料中纤维与基体界面强度的测量、控制及其对复合材料性能的影响。用有机硅烷耦联剂涂覆纤维表面可以提高纤维与基体的界面强度并相应提高复合材料的力学性能。实验发现四种基体纤维界面破坏形式分别存在于界面强度强和弱的韧性和脆性基体复合材料体系中。选用折光率相匹配的基体和纤维,适当控制制备工艺可以制备出光学透明的复合材料。     

环氧树脂基复合材料的阻尼性能及在降噪上的应用研究

玻璃纤维ＧＦ和碳纤维ＣＦ混杂复合材料中期两种纤维对阻尼性能和贡献是不同的,混杂纤维种类、方式、含量的选择与设计对兼顾最终复合材料的力学性能和阻尼性能是起决定性的。通过复合材料的设计,利用阻尼复合材料制备的螺旋桨比金属螺旋桨显示出更好的抑制振动的能力,可以研制出满足条件的复合材料制品。     

混杂短纤维增强聚苯硫醚复合材料的老化研究Ⅰ.破坏行为研究

本文研究了经80℃热水老化4000小时和加速气候老化1200小时的短碳纤维与玻璃纤维混杂增强聚苯硫醚复合材料的力学性能变化,并对复合材料中的纤维长度分布进行了统计。研究表明,纤维长度减小主要发生在挤出造粒阶段,而且大多数纤维的长度小于临界长度。混杂纤维增强的聚苯硫醚复合材料的拉伸强度和弯曲强度与混杂纤维比例基本上是线性关系,而冲击强度与混杂纤维比的曲线呈现下凹的趋势。加速气候老化对PPS损害较热水老化明显。老化后的复合材料力学性能保留率与老化方式和纤维种类有关。弯曲性能受老化影响较小,而拉伸性能受影响较显著。热水老化对玻璃纤维含量高的复合材料影响较显著。     

玻璃/苎麻纤维混杂复合材料力学性能研究

混杂纤维增强复合材料由于可以综合利用各种纤维的优点,极大的提高了复合材料的性能,拓展了复合材料的适用范围。本文采用玻璃纤维和苎麻纤维混杂酚醛树脂制备复合材料,研究了复合材料混杂比和铺层顺序对混杂纤维复合材料力学性能的影响。从结果可以看出,玻璃纤维和苎麻纤维的不同比例对混杂复合材料的力学性能有着显著的影响,而采用玻璃纤维作为芯层的时候可以获得较好的拉伸性能,采用苎麻纤维作为芯层的时候可以获得较好的弯曲和剪切性能。     

玻璃纤维芯铅丝增强橡胶复合材料阻尼性能研究

本文根据材料性能互补原理,结合阻尼减振机制,设计并制备了一种(金属/无机纤维/橡胶)三元阻尼材料-玻璃纤维芯铅丝增强橡胶复合材料(GF/Pb/R).研究了具有不同界面结合强度(弱、中等、强结合)的GF/Pb/R在-30℃～50℃、5Hz和27℃、1～50Hz两种条件下的存储模量和阻尼性能.结果表明,三种复合材料的力学性能均比橡胶高,其刚度随界面结合强度提高而提高;复合材料损耗因子按照界面弱结合、强结合和中等强度结合的顺序降低,其阻尼性能随温度的变化比橡胶平缓.     

用CVI工艺制备的低密度单向C/C复合材料的阻尼性能

用化学气相渗透工艺（ＣＶＩ）制备出几种不同密度及不同炭纤维类型增强的单向Ｃ／Ｃ复合材料。在国内自制多功能内耗仪上用扭摆法测试其阻尼性能。结果表明,低密度单向Ｃ／Ｃ复合材料的阻尼随密度的升高而降低。同种工艺条件,高模炭纤维Ｔ－５０增强的单向Ｃ／Ｃ复合材料的阻尼性能优于高强炭纤维Ｔ３００增强的单向Ｃ／Ｃ复合材料,且前者在８０￣２００℃范围内有一明显的内耗峰。纤维类型和界面微观结构是影响这类单向Ｃ／Ｃ复     

Damping,tensile, and impact properties of superelastic shape memory alloy (SMA) fiber-reinforced polymer composites

The potential of superelastic shape memory alloy (SMA) fibers to enhance the damping capacity and toughness of a thermoset polymer matrix was evaluated. A single-fiber winder was designed and built to manufacture a pre-form consisting of 102 μm diameter SMA fibers aligned parallel to each other. This pre-form was loaded to varying amounts of pre-strain and impregnated with vinyl ester to manufacture SMA fiber composites with 20% fiber volume fraction. The composites were tested using a Differential Scanning Calorimeter (DSC) and a Dynamic Mechanical Analysis (DMA), to evaluate the improvement in damping capacity of the polymer matrix due to the SMA fibers. Tensile and instrumented impact testing were carried out to evaluate improvements in mechanical properties and toughness of the composites. Appreciable improvement was observed in damping, tensile, and impact properties of the polymer matrix due to reinforcement with superelastic SMA fibers, highlighting the advantages of their use in polymer composites.     

Effect of fiber array on damping behaviors of fiber composites

This study aims to investigate the fiber array effect on modal damping behaviors of fiber composites. Three different fiber arrays, i.e., square edge packing (SEP), square diagonal packing (SDP), and hexagonal packing (HP), were considered to represent the microstructures of the unidirectional composites. Repeating unit cells (RUCs) suitable for describing the characteristics of the microstructure were adopted in the generalized method of cell (GMC) micromechanical analysis. The energy dissipation concept was then employed to calculate the specific damping capacities of composites in the material principal directions. The specific damping capacities obtained from micromechanical analysis were regarded as the equivalent damping properties homogenizing in the composites. In conjunction with the modal shapes of the composite structures determined from the finite element analysis, the specific damping capacity was extended to characterize the corresponding modal damping of the composite rods and plates. Both free–free and clamped-free boundary conditions were taken into account in the composite structures. Results indicated that the structures constructed from the composites with SDP fibers exhibit better damping behaviors than the other two cases.     

苎麻纤维布和玻璃纤维布混杂铺层复合材料的力学性能

利用真空吸注成型(vacuum resin absorbable molding,VRAM)工艺制备苎麻纤维布与玻璃纤维布混杂铺层的环氧树脂基复合材料。测定复合材料的损耗因子、储能模量的温度谱和力学性能;利用单悬臂梁共振实验测量复合材料的共振频率和自由振动衰减曲线并计算出了阻尼因子。用有限元软件对其共振频率和自由振动衰减实验进行仿真分析。结果表明:通过苎麻纤维布/玻璃纤维布的混杂铺层,能够实现材料阻尼性能和力学性能的可控调节,充分发挥复合材料可设计性强的优势。其中RGR铺层的复合材料的损耗因子比纯玻璃纤维板提高了1.4倍,而拉伸强度比纯苎麻纤维板提高了3倍多;自由振动的有限元模拟曲线和实验曲线基本吻合,表明可以通过模拟软件实现复合材料的虚拟振动测试,从而为材料性能预测和设计提供方便。     

先驱体浸渍-裂解法制备SiBN纤维增强SiBN陶瓷基复合材料

连续纤维增强氮化物陶瓷基复合材料是耐高温透波材料的主要发展方向,纤维是目前制约耐高温透波复合材料发展的关键,而SiBN陶瓷纤维是一种兼具耐高温、透波、承载的新型陶瓷纤维。以聚硅氮烷为陶瓷先驱体,以SiBN连续陶瓷纤维为增强体,采用先驱体浸渍-裂解法制备了SiBN陶瓷纤维增强SiBN陶瓷基复合材料,研究了复合材料的热膨胀特性、力学性能、断裂模式以及微观结构。结果表明:SiBN陶瓷纤维增强SiBN陶瓷基复合材料呈现明显的脆性断裂特征,复合材料的弯曲强度和拉伸强度分别为88.52 MPa和6.6 MPa,纤维的力学性能仍有待于提高。     

Damping analysis of polyurethane/epoxy graft interpenetrating polymer network composites filled with short carbon fiber and micro hollow glass bead

A series of short carbon fiber (CF) and micro hollow glass bead (HGB) filled polyurethane (PU)/epoxy resin (EP) graft interpenetrating polymer network (IPN) composites were prepared. The damping properties, thermal stability properties as well as tensile and impact strength of IPN composites were studied systematically. Results revealed that the addition of short carbon fiber and micro HGB can significantly improve the damping properties of pure PU/EP IPN and can improve the thermal decomposition temperature. Mechanical tests showed that the tensile strength of the IPN composites could be improved after the incorporation of short carbon fiber and micro HGB, while the impact resistance of the composites was impaired after the addition of micro HGB. It is expected that the carbon fiber and micro HGB filled IPN composites may be used as structural damping materials.     

PLA/木质纤维复合材料的制备及性能

目的研究PLA/木质纤维复合材料的制备工艺过程,分析PLA纤维含量对复合材料力学性能的影响,确定最优配比,以获得一种可应用于包装中的新型环保复合材料。方法将不同质量配比的PLA纤维及木质纤维按照造纸的工艺进行抄造,获得湿纸胚后再进行热压处理,获得需要的复合材料。对PLA纤维在复合材料中的分散性以及复合材料的力学性能进行表征与测试。结果分散性试验表明,PLA纤维能够与木质纤维均匀混合;当PLA纤维的质量分数为10%时,复合材料的性能较好。力学测试表明,复合材料的拉伸强度最大可达到42.79 MPa,耐折次数可达到1015次。结论 PLA/木质纤维复合材料可采用造纸的方法进行制备,且力学性能较好,能在包装领域内有较为广泛的应用,同时也为可降解纤维的研究应用提供了一种新思路。     

Study of chemical and mechanical properties of Dharbai fiber reinforced polyester composites

This investigation is focused on identifying a new variety of natural fiber (Dharbai fiber) for reinforcement in polymer matrix composites. An investigation on extraction procedure of Dharbai fibers has been undertaken. The chemical properties of Dharbai fibers were determined experimentally as per TAPPI standards. The FT-IR Spectroscopy was used to study the chemical structure of Dharbai fibers and the tensile properties of these fibers were studied using single filament test. The fibers extracted were reinforced in polyester matrix by varying the fabrication parameters namely fiber weight content (%) and fiber length (mm). The effect of fiber weight content and fiber length on the mechanical properties of Dharbai fiber-polyester composites were evaluated as per ASTM standards. Scanning electron microscope was used to characterize the interfacial bonding between Dharbai fibers and polyester matrix. This study confirmed that, the Dharbai fibers could be used as an effective reinforcement material for making low load bearing polymer composites.     

粘胶纤维与Lyocell纤维增强聚乳酸复合材料的性能比较

以聚乳酸(PLA)为基体,分别采用粘胶纤维与Lyocell纤维这2种典型的再生纤维素纤维为增强纤维,通过熔融共混和注塑成型制备了再生纤维素纤维/PLA复合材料,并对这2种复合材料的性能进行了比较研究。结果表明,采用粘胶纤维或Lyocell纤维增强均可有效提高PLA复合材料的结晶度、力学性能和维卡软化温度。粘胶纤维的锯齿形截面有利于其与PLA基体的结合,因此粘胶纤维/PLA复合材料具有略高的冲击强度及拉伸强度。Lyocell纤维增强更有利于复合材料结晶度的提高,使得Lyocell/PLA复合材料具有更高的弹性模量和维卡软化温度。     

尼龙短纤维增强PVC复合材料研究

用尼龙－６短纤维增强ＰＶＣ树脂。实验研究了纤维特性参数，用量及共混条件等对复合材料力学性能的影响规律，探讨了该复合材料用于制备１次挤出的中，低压树脂软管的可能性。