玻璃纤维界面改性及其复合材料力学性能的研究进展

由于优异的力学性能,玻璃纤维增强树脂基复合材被广泛的研究应用。但玻璃纤维属于无机非金属材料,其表面光滑,化学性惰而限制了其应用。通过对玻璃纤维表面的改性,提高其表面化学活性和粗糙度,改善与树脂基体的界面结合。综述了各类玻璃纤维表面改性方法对复合材料力学性能作用,如物理沉积改性、化学接枝改性、表面纳米结构构建等,并且对其相应的一些研究和应用前景进行了展望。     

黄麻纤维/环氧树脂复合材料的力学性能

探讨了黄麻/环氧树脂复合材料板的制作方法,并对不同质量分数与长度的黄麻纤维增强的板材进行了拉伸及弯曲性能测试,采用扫描电镜观察了拉伸断面的微观形貌.讨论了纤维质量分数与长度对复合材料拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量的影响.实验结果表明,加入黄麻纤维有利于提升环氧树脂的拉伸和弯曲,纤维质量分数与长度对复合材料力学性...     

碳纤维增强碳化硅复合材料的力学性能与界面

以ＡＬＮ和Ｙ２Ｏ３为烧结助剂,采用先驱体转化－热压烧结的方法制备了Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料,研究了烧结温度对复合材料界面和力学性能的影响及烧结助剂对显微结构的影响,结果表明：由于烧结时晶界液相和ＳｉＣ－ＡＩＮ固溶体的形成,当烧结温度为１７５０℃时,复合材料具有较高的致密度和较好的力学性能,当烧结温度升为１８００℃时,在复合材料密度增大的同时,其力学性能也大幅度提高,此时复合材料抗弯强度与断裂韧性分别高达６９１．６ＭＰａ和２０．７ＭＰａ．ｍ＾１／２,复合材料呈现韧性断裂;进一步提高烧结温度至１８５０℃时,虽然复合材料的密度有所增加,但由于纤维／基体界面结合过强以及纤维本身性能退化加剧,复合材料呈现典型的脆性断裂,其力学性能急剧降低;纤维／基体的界面是导致纤维增强陶瓷基复合材料性能的关键因素,其中,纤维的脱粘与拔出是主     

玻璃纤维的含量对复合材料的力学性能影响及表征研究

为研究不同质量分数的玻璃纤维对增强聚丙烯复合材料力学性能的影响,选择直径为10μm的玻璃纤维制备复合材料小样.测试在不同质量分数时材料的拉伸强度、弯曲弹性模量等力学性能,并应用扫描电镜(SEM)对其微结构进行表征.结果表明:玻璃纤维质量分数对复合材料的取向分布有很大影响,随着玻璃纤维质量分数增加,拉伸强度增大,但弯曲弹性模量、弯曲强度变化不明显.此外,随着质量分数的增加,复合材料的脆性变大;SEM分析表明复合材料中玻璃纤维有一定的取向且分布相对均匀,玻璃纤维和复合材料基体结合良好.     

界面改性对复合材料力学性能的影响

为了研究不同界面改性方法对复合材料性能的影响,以玄武岩无纬布为增强体、硼酚醛树脂为基体制备复合材料,分别用盐酸和KH-560偶联剂对复合材料的界面进行改性处理,分析不同的界面改性方法对复合材料力学性能的影响.实验表明,KH-560改性有助于复合材料拉伸和弯曲性能的改善,但其复合材料的力学性能并不随着KH-560用量的增加而无限增强,经盐酸处理后的BF/BPR复合材料的力学性能没有提高反而下降.     

复合材料纤维与基体界面剪切强度的有限元分析

应用微脱粘法，可以实现单根纤维与基体界面的微脱粘，并测量到微脱粘力。本文采用单根纤维层套细观力学模型，依据最大应力失效，对微脱粘界面进行有限元分析，从而得出纤维与基体界面的剪切强度。     

缝线区域及界面特性对缝纫复合材料单向板力学性能的影响研究

通过试验和显微观察研究了缝纫复合材料单向层压板缝线及其周围区域的结构和损伤的形貌，以及缝纫对复合材料单向板的宏观力学性能的影响。建立了缝线与基体界面强弱对复合材料单向板的强度和刚度影响的两种有限元分析模型，并与试验结果进行了比较分析。结果表明，缝线与基体的结合处的界面特性对复合材料单向板的强度和刚度都有影响，对拉伸强度的影响尤为显著；另外，缝线区域形成的富树脂区的存在也是影响复合材料强度刚度的重要因素。     

组元热失配对复合材料界面强度的影响

用粉浆浸渗－层叠热压工艺制得了９种不同组元热失配的复合材料，用金刚锥显微脱粘法测得复合材料的界面强度，研究了组元间不同热失配对界面强度的影响，结果表明，径向热失配愈大，复合材料的界面强度愈高，两者之间存在着近似的指数关系；轴向热失配对界面强度影响则较小，用热残余应力对界面强度影响的计算结果验证了上述结果，两者较吻合。     

计算机模拟界面失配位错对复合材料力学性能的影响

复合材料的界面问题是材料研究的难点之一．实验手段复杂且难以获得准确数据．利用计算机模拟方法研究界面结构与力学性能现已成为界面研究的重要方法．本文利用分子动力学模拟了错配比分别为３％和１５％的ＡＧ／州和Ｃｕ／Ｎｉ两种界面在静态弛豫和动态弯曲过程中的原子结构和力学性能曲线．结果表明，界面失配位错的错配比不同，其力学性能亦不同．     

玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料力学性能分析

采用连续玻璃纤维与环氧树脂相复合,通过金属模压成型工艺,制备出单向玻璃纤维／环氧树脂复合材料。通过三点弯曲实验论证单向纤维对树脂基体的增强作用,从而研究不同纤维含量下复合材料的弹性模量、纵向拉伸强度、纵向压缩强度的变化趋势。结果表明：随着纤维含量的增加,复合材料的力学性能均增强,当纤维体积含量为50％时,其各项性能均较好,弹性模量为40GPa,纵向拉伸强度为1200MPa,纵向压缩模量为700MPa。此外,对复合材料的其他常用力学性能参数进行检测。     

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的低温性能研究

对S玻璃纤维和E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的常温和低温力学性能进行实验,结果表明：玻纤／环氧树脂单向复合材料力学性能随着纤维含量增加而增强,当纤维体积含量为50％时,复合材料具有较好的综合力学性能,且复合材料的强度随着温度的降低呈增加趋势。当温度降到76K时材料的强度达到最高值,S玻纤／环氧复合材料的拉伸强度最高值可达2．1GPa;E玻纤／环氧复合材料的最大拉伸强度也达到1．4GPa。其原因是由于低温下玻璃纤维的横向收缩比树脂基体小,界面摩擦力得到增强,从而获得高的界面粘接强度。     

溶剂法回收玻璃纤维/环氧复合材料的试验研究

为了解决现有化学回收法技术不适用于热固化体系的问题,采用溶剂法从玻璃纤维／环氧复合材料成功回收了玻璃纤维．在90℃的8mol／L分解液作用下,12h即可将复合材料中的环氧树脂基体分解为低分子含苯环有机物,回收到外观清洁的玻璃纤维．当分解温度为90℃,酸液浓度为8mol／L,投料比为6g：100mL时,回收纤维的单丝拉伸强度损失为5．2％．以分解时间、回收纤维强度损失为考查指标,利用正交实验法对分解条件进行优化,得到各因素的影响次序：浓度为最重要因素、温度次之、投料比影响最小．     

Influence of an Optimized Fibre Coating on Interfacial and Mechanical Properties of Glass Fibre／Polypropylene Composites

The influence of pretreatment of fibre on interfacial and mechanical properties of glass fibre/polypropylene composites was investigated.Firstly,the glass fibres were coated with the blends of m-IPP(maleic anhydride grafting isotatic polypropylene)and m-APP(maleic anhydride grafting amorphous polypropylene)in different ratios.Secondly,the interfacial reaction of the coated composites was analysed by FTIR，which shows that the interfacial chemical reaction reaction between m-IPP/m-APP in the fibre coating and the fibre suface-bound coupling agent is in existence.Thirdly,the microstructure of the coated composites was studied by SEM.The results indicate that the coating treatment if effective on improving interfacial adhesion of the fibre-matrix and the right amount of m-APP added to the coat impels the plastic deformation surrounding the point of cracks,which makes cracks turn to region and prevents from further interface debonding.Lastly,the mechanical properties were evaluated by measurement of the flexural strength and impact strength of the composites.It was fond that the flexural strength and impact strength of the composites with coating fibre are higher than those of uncoating fibre composite.The results of these investigations draw the conclusion that the pretreatment of fibre with m-IPP/m-APP blends can form an optimize interlayer between the fibre and the PP matrix,which improves both the strength and toughness of the composites.     

The Mechanical Properties of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete

The compressive, shear strengths and abrasion-erosion resistance as well as flexural properties of two polypropyenc fiber reinforced concretes and the comparison with a steel fiber reinforced concrete were reported. The exprimental results show that a low content of polypropylene fiber (0.91 kg/m^3 of concrete ) slightly decreases the compressive and shear strengths, and appreciably increased the flexural strength, but obviously enhances the toughness index and fracture energy for the concrete with the same mix proportion, coasequently it plays a role of anti-cracking and improving toughness in concrete. Moreover, the polypropylene mesh fiber is better than the polypropylene monofilament fiber in improving flexaral strength and toughness of concrete, but the types of polypropylene fibers are inferior to steel fiber. All the polypropylene and steel fibers have no great beneficial effect on the abrasion-erosion resistance of concrete.     

Fabrication and Mechanical Properties of TiC／TiAl Composites

TiC/ TiAl composites with different TiC content were fabricated by rapid heating technique of spark plasma sintering ( SPS ). The effect of TiC purticles on microstructure and mechanical properties of TiAl matrix was imestigated. The results indicate that grain sizes of TiAl matrix decrease and mechanical properties are improved because of the addition of TiC particles. The composites display a 26.8% increase in bending strength when 10wt% TiC is added and 43.8% improvement in fracture toughness when 5ut% TiC is added compared to values of TiC-free materials. Grain-refinement and dispersion-strengthening were the main strengthening mechanism. The improvement of fracture toughness was due to the deflexion of TiC particles to the crack.