玄武岩纤维强度的统计分析

玄武岩纤维抗拉强度受限于各类缺陷,缺陷随机分布,其拉伸强度呈现出多分散性,分散性可用Weibull理论评价。本文采用Weibull理论及方法处理实验教据,计算出玄武岩纤维强度的二参数和三参数Weibull模数m,并阐述Weibull模数m与力学性能之间的关系。由统计数据结果得知,用三参数的Weibull分布可较好地表征玄武岩纤维的强度。通过扫描电镜观察了纤维表面形态,对其与玻璃纤维的强度差异做出解释。     

UV处理对改善Kevlar纤维粘结性的影响

采用UV处理Kevlar纤维以改善它与树脂基体间的界面粘结性能．研究了处理时间及光敏剂对处理效果的影响。同时,通过XPS和SEM技术研究Kevlar纤维表面化学组成和表面结构的变化，通过纤维断裂拉伸实验研究UV处理对纤维抗拉强度的影响。结果表明：UV处理对纤维的损伤较小．但表面极性基团增加，比表面积增大．从而提高了Kevlar纤维／UP树脂的界面粘结强度。通过UV处理，材料的拉剪强度可提高16．5％。     

硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响

用硅烷偶联剂KH-550对不同品种的玄武岩纤维进行表面改性处理,采用单丝拉伸试验,结合扫描电镜和SPSS统计分析的方法,研究了硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响.结果表明:表面处理前后,玄武岩纤维品种2和3的拉伸强度和断裂伸长率均没有显著变化;玄武岩纤维品种1的拉伸强度和断裂伸长率明显增大,其拉伸强度提高32.8%,断裂伸长率增大31.79%.这证明用硅烷偶联剂KH-550对玄武岩纤维进行表面改性处理,可以达到表面处理的目的且不损伤玄武岩单丝的拉伸性能,一定程度上可以弥补玄武岩纤维生产工艺的不足.     

等离子体表面处理改善超高分子量聚乙烯纤维表面粘接性能

超高分子量聚乙烯纤维(UHMW-PE)由于结构特性导致其粘接性很差,给高性能轻型复合材料的研制带来困难。本实验采用低温等离子体以及铬酸等对各种拉伸比的UHMW-PE纤维进行表面改性,通过纤维拔出环氧树脂基体测界面粘接强度,利用SEM观察研究了界面脱粘机理。结果表明:经等离子体处理后。界面粘接强度可提高四倍以上,其大小与纤维拉伸比及等离子体处理参数均有关;界面产生的裂纹在纤维内部沿纤维方向扩展,拔出后纤维表面层被剥掉;等离子体处理方法与化学表面处理方法相结合。可望进一步提高界面粘接强度。     

碳纳米管的表面处理对MWNTs/PI杂化薄膜拉伸性能的影响

探究碳纳米管(MWNTs)的表面处理方法对PI薄膜拉伸性能的影响。采用超声法、混酸法和芬顿法对多壁碳纳米管进行表面处理,通用原位聚合法和热亚胺化制得MWNTs/PI杂化薄膜。结果表明:超声法只能提高MWNTs的分散性,对PI薄膜拉伸强度的提升并不明显;混酸处理切短了MWNTs提高了分散性,在MWNTs上接枝了羟基官能团,提高了两相界面的相互作用,使薄膜的拉伸强度得到有效提升;芬顿法切短了MWNTs提高了分散性,但MWNTs的多壁状结构未破坏,在MWNTs上接枝了羟基和羧酸等有机基,使MWNTs与PI基体形成了强相互作用界面,显著提高了杂化薄膜的拉伸强度,提升幅值达13.9%。     

芳纶Ⅲ的氧气等离子的表面改性

为改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,采用氧气等离子体对芳纶Ⅲ进行表面改性,制备了芳纶环氧复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析、动态接触角(DCA)分析、测定拉伸强度、弯曲强度等测试方法来研究改性处理效果.结果表明:经等离子处理后,纤维表面m(O)/m(C)比提高,纤维表面粗糙度明显增大,与水的润湿角变小,弯曲强度较未处理提高了30%.     

等离子体表面改性处理牦牛毛纤维

为了改善牦牛毛纤维的表面性能,研究了低温等离子体表面改性处理牦牛毛对其表面性能的影响。通过SEM,XPS分析了处理前后纤维表面形貌和纤维表面元素成分的变化,探讨了经氧等离子体和空气等离子体分别处理后,牦牛毛的拉伸强度。研究结果表明,低温等离子体表面改性处理能够刻蚀牦牛毛纤维表面的鳞片,而且空气等离子体的刻蚀效果优于氧等离子体的刻蚀效果;等离子体处理能够保持牦牛毛的拉伸强度不变。     

纳米碳纤维复合材料的制备及其力学性能研究

采用浓酸(浓硫酸/浓硝酸)氧化法对纳米碳纤维进行表面处理,在水热和超声分散条件下,制备了纳米碳纤维/环氧树脂复合材料。红外光谱测试结果表明,酸化处理在纳米碳纤维表面引入了羟基和羧基等能参与环氧树脂固化反应的官能团。处理后纳米碳纤维的分散性有了明显的改善和提高。SEM和复合材料拉伸性能测试结果也显示了酸化处理能有效改善纤维与树脂的界面结合状况,提高复合材料的拉伸性能。当酸化处理纳米碳纤维的质量分数为0.1%时,复合材料的拉伸强度达到最大值,是纯树脂的1.8倍,是同含量未处理纳米碳纤维材料的1.6倍。     

等离子体表面改性对牦牛毛表面性能的影响

研究了低温等离子体表面改性处理牦牛毛对其表面性能的影响．研究结果表明，低温等离子体表面改性处理能够刻蚀牦牛毛纤维表面的鳞片，而且空气等离子体的刻蚀效果优于氧等离子体的刻蚀效果；等离子体处理不会改变牦牛毛纤维的物理性能即拉伸强度．     

木粉,木纤维填充改性聚烯烃塑料研究

用偶联剂处理木粉或木纤维使木纤维复合的聚烯烃塑料相容性增加。结果表明，该复合材料有优良的拉伸强度，抗水性和熔融流动性，当该复合材料含６０％改性木粉和４０％聚乙烯时，其拉伸强度为２２．９ＭＰａ，是未改性时复合材料的二倍，比原料聚乙烯强度高２６％。     

剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土基本强度研究

为研究剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土基本强度,设计了30组不同纤维掺量的混凝土试件,测试并分析其抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度。试验结果表明:剑麻纤维和耐碱玻璃纤维单掺和双掺均能大幅提高普通混凝土基本强度,试验中纤维体积掺量为1.5 kg/m³时,单掺剑麻纤维,混凝土基本强度提升5.65%~15.74%;单掺耐碱玻璃纤维,混凝土基本强度提升3.03%~9.14%;混掺剑麻纤维和耐碱玻璃纤维,混凝土基本强度提升8.33%~21.31%,且试件强度提升效果表现出劈裂抗拉强度>抗压强度>抗折强度。研究成果对剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土的制备以及植物纤维在混凝土中的应用提供了参考。     

玻璃纤维纱线的力学性能测试研究

测试分析了拉伸速度、有效长度对玻璃纤维纱线断裂强度、断裂伸长率和断裂功等力学性能的影响以及玻璃纤维纱线捻度对强度和断裂伸长率的影响.研究结果表明,拉伸速度、有效长度对玻璃纤维纱线力学性能的影响比较显著;随着捻度的增加,玻璃纤维纱线的强度增加,有临界值;随着纱线线密度及构成的不同,玻璃纤维纱线的临界捻度、临界捻系数、最大强度与最大强力等临界值各不相同;玻璃纤维纱线的断裂伸长率随着捻度的增加几乎呈线性增加.     

CG-FRP混杂筋的研制及试验研究

采用低延伸率的碳纤维和高延伸率的玻璃纤维的层内混杂方式,通过拉挤工艺生产得到了混杂CG-FRP筋.CG-FRP筋的总纤维体积率为65%,碳纤维和玻璃纤维的混杂比例为1:6.标准拉伸力学试验结果表明,CG-FRP混杂筋表现出较为明显的“屈服”现象,平均“屈服”强度和平均极限抗拉强度分别为1507.0MPa和1676.5MPa,后“屈服”阶段的应变量约为弹性阶段应变量的23%.CG-FRP筋的平均弹性模量为88.01GPa,平均泊松比为0.274.研究表明,该混杂筋存在较为明显的混杂效应,协同工作性能较好,筋的弹性模量和极限抗拉强度也得到了显著的提高.     

不饱和聚酯挡风抑尘板力学性能研究

以玻璃纤维毡为增强骨架,不饱和聚酯树脂为基体材料,制备挡风抑尘板,并对不饱和聚酯树脂与玻璃纤维的配比、玻璃纤维的种类和固化剂、促进剂含量对挡风抑尘板力学性能的影响进行了研究。结果表明,当不饱和聚酯与玻璃纤维毡的质量比达到3∶1时,其拉伸强度和冲击强度都达到最大。高碱、中碱和无碱的玻璃纤维毡增强的挡风抑尘板拉伸强度分别达到55.198,75.249,89.446MPa,冲击强度分别达到30.699,35.367,41.343kJ/m2。而无碱玻璃纤维毡其拉伸强度比高碱提高了62%,比中碱提高了18.8%。冲击强度比高碱提高了34.7%,比中碱提高了16.9%。当促进剂质量分数为0.5%、固化剂质量分数为1%时,挡风抑尘板的拉伸强度最大为89.446MPa,冲击强度最大为41.343kJ/m2。     

Chemical and thermal resistance of basalt fiber in inclement environments

To study the applicability of the basalt fiber through various experimental works in thermal and chemical environments, glass fiber and carbon fiber were compared and discussed. The tensile strength testing was used to investigate the corrosive resistance of basalt fiber, meanwhile, surface study by scanning electron microscopy and microanalysis with complementary X-ray diffraction analysis (SEM/EDS) was also used to ascertain the durability of basalt fiber. The basalt fiber showed better strength retention than the glass fiber at relatively high temperature. Its tensile strength increased when exposed at 300 °C for several hours, and still maintain about 70% of the initial strength at 400 °C, whereas that of the glass fiber decreased dramatically. The better stability of the basalt fiber was observed in hydrothermal and chemical environment. The tensile strength of the basalt fiber increased by 20% after the immersion in boiling water and remained well in acid solution, when it comes to glass fiber, the tensile strength decreased to some extent. Although the alkali resistance of basalt fiber was poor at the initial stage, it shows better resistance than the glass fiber after long time treatment.     

添加不同纤维的高性能混凝土力学性能试验

通过试验研究了弹性模量具有明显差异的3种纤维对于混凝土的力学性能改善所起的作用,以及钢纤维、碳纤维和聚丙烯纤维单掺或复掺对于混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明：添加0．5％高弹性模量的钢纤维对于混凝土的强度和弹性模量均有提高作用,复掺0．3％钢纤维和0．2％碳纤维的混凝土抗拉强度的提高大于抗压强度;添加0．5％钢纤维的混凝土HPC-2的弹性模量最大,比基准混凝土提高6．5％;添加0．2％聚丙烯纤维的混凝土HPC-3的弹性模量最小,且小于基准混凝土;此外,混凝土抗压强度的影响程度与纤维的弹性模量的关系更为直接,混凝土劈裂抗拉强度的改善与纤维的抗拉强度的关系更为直接,纤维的弹性模量与基体弹性模量的比值,对复合材料的弹性模量有直接的影响。     

温度对C50纤维混凝土力学性能的影响

结合武汉市某工程大体积混凝土实测温度,试验研究了高温高碱环境对纤维自身力学性能的影响,及不同养护温度下混凝土的力学性能发展趋势.试验结果表明:聚丙烯纤维在10%浓度的NaOH溶液中浸泡24 h且经历室温—65℃—室温循环,纤维自身力学性能下降约10%;处理后的纤维掺入混凝土中对标准养护的试块强度无不良影响;不同养护温度下纤维混凝土力学性能发展趋势差异明显,65℃养护1 d龄期的轴心抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度可达标准养护28 d龄期相应参数的97%,74%,74%,4 d龄期轴心抗压强度、劈裂抗拉强度有一定增长趋势.因此,大体积混凝土实体结构强度评定需考虑水化温度作用的影响.     

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。