玄武岩纤维增强天然橡胶复合材料的制备与性能

以天然橡胶(NR)为基体,玄武岩纤维(BF)为增强体,制备了玄武岩纤维-天然橡胶(BF/NR)复合材料,研究分析了玄武岩纤维的长度及取向方向对BF/NR复合材料的硫化性能、基本物理性能、动态力学性能的影响。实验结果表明：在玄武岩纤维取向方向相同的情况下,BF/NR复合材料的综合性能随纤维长度的增加先增加后降低,当玄武岩纤维长度为6 mm时,BF/NR复合材料的性能最佳;在纤维长度相同的情况下,经轴向取向制得的BF/NR复合材料性能最佳,与无纤维的胶料相比,经轴向取向制得的6 mm BF/NR复合材料其拉伸强度提高了10.85%,撕裂强度提高了17.78%。通过扫描电镜(SEM)测试发现,玄武岩纤维与橡胶基体的界面结合性较好,并且在橡胶基体中的取向状态及分散情况较为良好,因而发挥了玄武岩纤维的增强作用。     

玄武岩玻璃粉体与短切纤维对复合材料力学性能影响的对比分析

分别添加0%、5%、10%、15%、20%、25%的玄武岩粉体和短切纤维,研究添加后木质复合材料关键力学性能的变化.当粉体添加质量分数为15%时,复合板的拉伸强度达到峰值24.3 MPa,比未增强的复合板高了94.3%;而玄武岩短切纤维添加质量分数为10%时,复合板拉伸强度达到峰值18.9 MPa,比未增强复合板提高50.8%.当粉体添加质量分数和玄武岩短切纤维添加质量分数均为10%时,复合板的弯曲强度达到峰值各为41.8 MPa和39.2 MPa,比未增强的复合板各提高了43.3%和34.4%.结果表明,玄武岩粉体不仅仅价格远低于玄武岩短切纤维,其增强效果也远优于该纤维.     

玄武岩纤维布增强环氧树脂复合材料研究

以玄武岩纤维平纹布 (BF) 加入到环氧树脂 (EP) 中,采用模压工艺制备BF／EP 复合材料,研究加入不同层数的玄武岩纤维布对复合材料力学性能和断裂韧性的影响。实验结果表明,BF/EP复合材料的弯曲强度、冲击强度和断裂韧性明显优于环氧树脂;与未加BF的环氧树脂相比,加入三层BF后复合材料的弯曲强度提高了2.76倍,缺口冲击强度提高了19.67倍,无缺口冲击强度提高了5.94倍,KIC提高了2.97倍。     

玄武岩纤维复合材料研究

探讨了由玄武岩纤维与植物纤维复合制备型体材料的基本方法及复合材料的物理结构．该复合材料形成一种拓扑无序结构，可以近似用“无规网络模型”描述材料的结构．实验探讨了打浆度、玄武岩纤维含量等因素对复合材料性能的影响．制备的复合材料可生产一次性餐饮、盒具及农用育苗钵和衬垫包装材料等．该复合材料可以完全降解，玄武岩纤维分解后即为土壤的母质，对环境不造成二次污染．     

双层混杂纤维／炭黑改性环氧树脂复合材料的制备及其吸波性能

通过采用整体压制的方法制备了双层混杂纤维／炭黑改性环氧树脂复合材料,对其吸波性能进行了研究。结果表明：随着炭黑含量的增加,材料的反射衰减峰向低频移动,当炭黑含量较高时,吸收主要作用在低频波段,且存在明显的双反射衰减峰。当炭黑含量为6％时,在13．6GHz处反射衰减峰值可达-20．6dB,≤-10dB的有效带宽为3．6GHz。当炭黑含量为8％时,双反射衰减峰分别在10．6GHz和7．8GHz,峰值分别为-17．0dB和-14．9dB,≤-10dB的有效带宽为6．7GHz。     

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。     

风机叶片用玄武岩纤维增强复合材料的摩擦磨损性能

采用环-块式摩擦磨损试验机研究了玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料在不同载荷和速度下的磨损行为与机制．结果表明：在相同载荷200N时,速度对摩擦系数的影响不大,而磨损率随着速度的增加而增大;在相同速度0．84m／s条件下,摩擦系数和磨损率都随载荷的增加而增大．低速低载时磨损主要表现为粘着磨损;高速低载时有玄武岩纤维从基体中脱落,表现为磨粒磨损特征;高速高载时磨损机理为基体疲劳剥落和磨粒磨损．     

纤维增强复合材料拉伸强度的Weak-Link比例预测

为了讨论weak-link比例对强度预测的适用范围,基于纤维增强复合材料的渐进破坏机理,考虑纤维强度的统计特性,采用Monte-Carlo方法对材料在热/机械载荷作用下的拉伸强度分布进行了数值模拟分析。研究结果表明：在形状参数β =10的条件下,如果希望通过weak-link缩放比例对大尺寸材料的强度分布进行预测,则复合材料的临界尺寸应达到25根纤维的规模。分析认为：小尺寸材料拉伸强度的分散性趋于稳定,即达到临界尺寸,是采用weak-link比例预测大尺寸材料强度分布规律的先决条件。研究方法为进一步发展基于损伤机理分析的复合材料在循环载荷作用下的疲劳寿命预测理论奠定了基础。     

多元改性酚醛树脂/玄武岩纤维复合材料的制备与性能

选用纳米二氧化硅分散液、硼酸、有机硅防水剂、七钼酸铵/季戊四醇复合阻燃剂分别对一种水溶性酚醛树脂进行改性,利用所制备的改性酚醛树脂进一步与玄武岩纤维针刺毡复合,再通过干燥、固化、定型等工艺制备复合板材,并用傅里叶红外光谱仪和示差扫描量热仪分析其结构与固化性能.结果表明,酚醛树脂与各个改性剂结合较好,改性树脂中耐高温结构增多,耐热性能得到改善.将各个改性剂进行复配、优化后提出了最佳配方,使用该配方制备的改性酚醛树脂/玄武岩纤维复合板材具有较好的机械强度与疏水性能,防火性能达到GB8624-2006的A1级标准,与同类产品综合比较优势明显,且该板材在生产加工过程中可以同步实现树脂改性与板材成型,在建筑外墙防火保温领域具有发展潜力.     

BFRP连续配筋复合式路面配筋设计

为了控制连续配筋混凝土(CRC)路面结构在温降干缩作用下产生的横向裂缝,利用解析法推导裂缝控制指标的计算公式.结合有限元模拟验证解析公式的有效性,分析玄武岩纤维(BFRP)筋的材料特性与配筋方案对裂缝的影响.研究结果表明:解析法与有限元模拟结果吻合,可以用于CRC+ AC复合式路面BFRP配筋设计;BFRP筋弹性模量对裂缝间距与宽度的影响显著,为了减小裂缝宽度,采用弹性模量较高为宜;BRFP筋黏结刚度对裂缝间距与裂缝宽度的影响较大,黏结刚度不应低于20 GPa/m;相同配筋率时,小直径小间距方案对裂缝控制有利,配筋率不宜小于0.5％;考虑BFRP材料的耐腐蚀性,建议提高裂缝间距与宽度控制指标,分别不大于2.0 m和1.0 mm.     

集成光场三维显示亮度均匀性校正方法

针对集成光场三维显示亮度不均匀的问题,提出基于光场重构的提高三维显示亮度均匀性的方法. 该方法通过调制每台投影机投射画面各颜色通道的各处亮度,从而提高三维画面的整体亮度均匀性. 实验样机主要由76台小投影机构成的投影阵列和光场调控屏幕组成,通过 实验验证了提出的改善亮度均匀性的方法. 实验结果表明,采用该方法可以克服现有基于多投影的光场三维显示中画面亮度不均匀的缺陷.     

有机碳黑复合导电纤维混纺面料的设计

利用14 tex涤纶/棉/碳黑(T/C/CB 65/35/20D3F)复合导电纱作为经纱设计了一款以平纹地经起花为组织的混纺导电纤维面料.选择合理的产品原料,设计合适的面料规格及织造工艺参数,所开发的面料兼具抗静电性、穿戴舒适性和美观性.用此款导电纤维面料做成静电防护工作服,可以延长集成电路类电子器件的寿命、降低生产成...     

Rheological behavior of basalt fiber reinforced asphalt mastic

The characters of basalt fiber are analyzed and compared with commonly used fibers. The rheological behaviors of the basalt fiber reinforced asphalt mastic are investigated by the dynamic shear rheological tests and the repeated creep tests. The results show that basalt fiber has excellent reinforced performances, such as high asphalt absorption ratio, low water absorption ratio, high tensile strength, high elastic modulus and high temperature stability. The rutting factor of the fiber reinforced asphalt mastic is higher than the plain asphalt mastic and the reinforced effects are more remarkable under high temperature. The rheological performances of the asphalt mastic demonstrate a good linear relationship between different temperature and loading frequency. The creep stiffness modulus of the asphalt mastic at different loading time can be expressed by power function. Improved Burgers model is used to represent the rheological behaviors of the asphalt mastic with basalt fiber and the model parameters are estimated.     

短切BFRC复合建筑材料增强增韧机理分析

为了研究玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)力学特性及纤维对混凝土的增强增韧作用,通过理论分析和电镜扫描细观分析方法,对直掺法和预处理法两种制备工艺制作的BFRC进行力学性能和受力机理研究.试验结果表明:纤维自身几何特性、力学性能、体积掺率、纤维与混凝土界面的粘结力是影响纤维混凝土增强增韧效果的重要因素;电镜扫描细观分析方法是研究复合材料性能机理的一种有效手段;预处理法工艺制备的纤维混凝土内部孔隙率、纤维分散性以及与混凝土的粘结状况等均优于直掺法.     

Electrical resistance and microstructure of latex modified carbon fiber reinforced cement composites

The electrical resistance,flexural strength,and microstructure of carbon fiber reinforced cement composites(CFRC) were improved greatly by adding water-redispersible latex powder.The electrical resistance of CFRC was investigated by two-probe method.The input range of CFRC based strain sensors was therefore increased,whereas electrical resistance was increased and remained in the perfect range of CFRC sensors.The analysis of scanning electron microscopy indicated that elastic latex bridges and a latex layer existed among the interspaces of the adjacent cement hydration products which were responsible for the enhancement of the flexural strength and electrical resistance.The formation mechanism of the elastic latex bridges was also discussed in detail.The continuous moving of two opposite interfaces of the latex solution-air along the interspaces of the adjacent hydrated crystals or colloids was attributed to the formation of the elastic latex bridges.     

纳米碳管／二氧化硅复合凝胶玻璃的XPS研究

分别以物理掺杂和化学掺杂的方式,采用溶胶-凝胶法制备了未经表面修饰纳米碳管（CNTs）和经r-氨基丙基三乙氧基硅烷（NH2（CH2）3Si（OC2H5）3,APTES）修饰纳米碳管的有机改性SiO2复合凝胶玻璃。在此基础上,以X射线光电子能谱（XPS）为表征手段,对所得两种复合凝胶玻璃中SiO2基质和掺杂CNTs的化学状态进行研究。结果表明,掺杂CNTs改变了复合凝胶玻璃中C和O的原子百分比,对SiO2基质的网络结构产生影响,但对SiO2基质的组成未产生显著影响;无论是在物理掺杂还是化学掺杂的有机改性SiO2复合凝胶玻璃中,CNTs与SiO2间均存在一定的Si—C结合键;在CNTs-SiO2复合凝胶玻璃中,以APTES作为桥梁,实现了CNTs与SiO2网络间的化学键合。     

表面改性丙纶增强水泥砂浆制品的研究

研究了表面改性丙纶对水泥砂浆制品的增强作用，结果表明，在水泥砂浆制品中混入表面改性丙纶可提高水泥砂浆制品的固化速率，减小水泥砂浆制品的龟裂，提高水泥砂浆制品的抗冲击强度和抗折强度，当纤维加入量为1.6kg/m^3时，抗冲击强度和抗折强度有最大值。     

表面改性丙纶增强水泥砂浆制品的研究

研究了表面改性丙纶对水泥砂浆制品的增强作用。结果表明 ,在水泥砂浆制品中混入表面改性丙纶可提高水泥砂浆制品的固化速率 ,减小水泥砂浆制品的龟裂 ,提高水泥砂浆制品的抗冲击强度和抗折强度 ,当纤维加入量为 1.6kg/m3 时 ,抗冲击强度和抗折强度有最大值