玄武岩连续纤维材料的性能及其应用

玄武岩连续纤维具有良好的物理性能和化学性能,本文重点介绍了各类玄武岩连续纤维纱、玄武岩连续纤维布、玄武岩连续纤维毡和其他玄武岩连续纤维制品,并对该产品的市场前景进行了展望.     

BFRP约束素混凝土圆柱强度及尺寸效应的试验研究

以玄武岩纤维布全包不同尺寸混凝土圆柱轴心受压试验为基础,对玄武岩纤维布加固素混凝土圆柱力学性能及其尺寸效应对加固效果的影响做了研究,并提出玄武岩纤维布约束素混凝土圆柱轴心抗压强度模型.结果表明,该模型与试验得出的数据有良好的吻合度,且不同尺寸的混凝土圆柱存在尺寸效应.     

玄武岩纤维加固混凝土短柱抗剪承载力计算分析

为分析玄武岩纤维布加固混凝土短柱的抗剪承载力和破坏形态,对1根对比短柱和2根采用玄武岩纤维布加固的无损混凝土短柱进行了低周反复荷载试验。试验表明,玄武岩纤维布加固能显著改变短柱的破坏形态,提高短柱的抗剪承载力。基于现有试验数据和计算公式,提出了玄武岩纤维布加固混凝土短柱抗剪承载力的简化计算公式。     

玄武岩纤维布加固混凝土连续梁抗弯试验研究

玄武岩纤维复合材料(BFRP)是一种新型纤维复合材料,具有价格低、延性好、耐高温和耐腐蚀等优点。为分析玄武岩纤维加固混凝土抗弯构件的受力性能和破坏模式,对4根玄武岩纤维布加固的混凝土T形截面连续梁和1根对比梁进行了抗弯试验。试验表明,玄武岩纤维布加固能显著提高混凝土连续梁的屈服荷载和极限荷载,加固梁表现出较好的延性。     

基于反射裂缝防治的玄武岩经编纤维布阻裂性能研究

针对沥青路面面层出现的轻度反射裂缝问题,为增强防治措施,本文对玄武岩经编纤维布阻裂性能进行了试验研究。通过冲击韧性试验与动态疲劳试验研究了玄武岩经编纤维布和对照土工合成材料(玻纤格栅、聚酯玻纤布)的防反性能,最后对沥青混合料加铺不同土工合成材料后的抗冲击性能与抗疲劳性能进行了相关性分析。研究结果表明:加铺玄武岩经编纤维布,沥青混合料的冲击韧性可提升70%以上;玄武岩经编纤维布在防治裂缝产生与延缓裂缝扩展方面均表现出了优于玻纤格栅和聚酯玻纤布的能力,在沥青混合料中铺设玄武岩经编纤维布可获得最好的疲劳抗裂性能。铺设土工合成材料后,混合料的冲击韧性与其疲劳寿命相关性较好,采用冲击韧性预估沥青混合料加铺土工合成材料后的抗疲劳性能具有可行性。     

改性条件对聚氨酯注浆材料压缩性能的影响

利用纳米SiO2和玄武岩纤维对聚氨酯注浆材料进行复合改性,研究异氰酸酯指数,水、纳米SiO2和玄武岩纤维的添加量及玄武岩纤维的长度等因素对聚氨酯注浆材料压缩性能的影响变化规律.利用傅立叶变换红外光谱仪对产物进行表征,表明二氧化硅与聚氨酯基体中异氰酸基是通过化学键作用的.当异氰酸酯指数为1.20、水的添加量为0.5％、纳米Si02的添加量为2.0％、3.0 mm玄武岩纤维的添加量为5.O％时,材料的压缩强度达到最佳值.     

连续玄武岩纤维复合材料抗弹性能研究

本文制备了连续玄武岩纤维增强的树脂基复合材料靶板,并进行抗弹性能测试,研究影响其抗弹性能的主要因素。结果表明,采用热固性树脂为基体,且基体含量较低时,复合材料抗弹性能较好。以无纬布或单向布为织物结构,并通过表面处理使纤维与基体具有良好的界面,也可提高复合材料的抗弹性能。     

界面渗透率对厚复合材料层板流动-压实过程影响的数值分析

基于有效应力原理与达西渗流定律,建立了厚复合材料层板流动-压实过程的多场耦合有限元数值模型,通过与厚单向板试验结果的对比,验证了模型的正确性。建立了含界面层的厚正交层合板流动-压实计算模型,分析了垂直于层间界面方向的界面渗透率对正交层合板流动-压实过程的影响。通过与同等厚度单向板的分析结果对比表明,当不同方向铺层层间界面渗透率高时,厚正交层合板的流动-压实过程几乎与相同厚度单向板的流动-压实过程相同。但当层间界面的渗透率低时,会阻碍内部树脂的流动,导致正交层合板内部纤维体积含量提升慢,且越靠近内部,界面渗透率的影响越明显,最终在界面处纤维含量出现明显的跳跃分布。     

玻纤单向布及其应用

国外玻璃纤维单向布早已用于增强材料工程中,近年来由于高强纤维单向布在宇航工业中成为空间时代材料,使这种特有结构的织物引起更多材料专家的关注.产品结构和品种有了新的发展,应用领域有了新的突破,随着单向布的应用对未来新型结构材料的出现有着巨大潜力.     

玄武岩纤维/酚醛树脂基复合材料性能研究

对玄武岩纤维增强酚醛树脂基复合材料进行了实验研究。制备了连续玄武岩纤维平纹织物增强酚醛树脂复合材料。研究了胶含量对玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料拉伸、压缩和层间剪切强度等力学性能、耐烧蚀性能的影响。利用SEM对复合材料压缩、层间剪切破坏断口和烧蚀试样的微观形貌进行了分析。研究结果表明,玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料具有较好的界面性能,树脂含量在36%时CBF/酚醛树脂复合材料的力学性能最佳,线烧蚀性率和质量烧蚀率最低。     

单向玄武岩增强复合材料工艺与性能研究

采用正交试验方法,以冷却方式、成型压力、增强纤维百分含量、成型温度为影响因素研究以单向布为增强体结构的玄武岩增强硼酚醛树脂复合材料的工艺性能。结果表明,成型温度对复合材料的力学性能影响最大,且随着成型温度的提高而线性增强;增强纤维的百分含量对复合材料拉伸性能的有较大影响,但对弯曲性能的影响较小,且力学性能不随增强纤维含量的增加而线性增强;成型压力的增大有利于复合材料弯曲性能的改善,而对拉伸性能的影响较小;适当延长冷却时间有利于复合材料力学性能的提高。     

碳玻混编单向复合材料的性能分析

采用碳纤维质量含量分别为7.4%、10.7%、13.8%的三种碳玻层间混编单向织物制备了纤维增强环氧树脂复合材料,分析了该类材料的力学性能与工艺性能。结果表明:碳玻层间混编复合材料的0°拉伸模量和0°压缩模量均随碳纤维含量的提高而升高,掺入碳纤维后碳玻混杂复合材料的0°拉伸强度比纯玻纤复合材料的有所降低,但随碳纤维含量的增加而升高,碳玻层间混编复合材料的0°压缩强度则没有明显的变化规律;掺入碳纤维后,碳玻层间混编复合材料的90°拉伸强度和模量均有所下降;低碳纤维含量的碳玻层间混编单向织物具有良好的Z向渗透性能。该类新材料未来有望在风电叶片结构减重和成本优化上发挥重要作用。     

Mechanical properties of short fiber reinforced thermoplastic composites —I. Elastic properties and predictions

Twin roll-mill and compression molding machines were used to process the unidirectional ply of short fiber reinforced thermoplastics (FRTP). FRTP laminates were prepared by compression molding of angle plies with the desired stacking sequences.The fiber length and orientation distributions in FRTP took place after processing. Therefore, a statistical distribution function such as WeiBull distribution function was applied to represent the existing fiber length distribution. The orientation distribution in FRTP was characterized by a single parameter exponential function. Elastic moduli of the unidirectional ply were predicted by the Halpin-Tsai equation where the fiber length distribution was introduced to the estimation. The overall elastic moduli of laminates were estimated based on the simulated laminate-plate method. A comparison of measured elastic moduli with theoretical predicted results from unidirectional ply and laminate was discussed in this study.     

玄武岩和玻璃纤维非织造布的隔热性能

通过自主设计的隔热性能测试仪器,分别测试了玄武岩和玻璃纤维非织造布在不同厚度、不同层数时织物上下表面的温度、温差及变化规律,以表征织物的隔热性能。结果表明:玄武岩和玻璃纤维非织造布的隔热性能随织物厚度及层数的增加而提高,但不成比例;两种非织造布隔热性能不同。     

玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂的抗弹性能研究

以连续玄武岩纤维为增强剂,乙烯基酯树脂为基体,制备了新型纤维增强树脂基复合材料。通过分析该复合材料的抗弹性能与其结构设计因素的关系,确定了该复合材料中的纤维织物形式、织物面密度、纤维直径和纤维含量等结构参数;并对该复合材料的抗弹机理进行了初步的分析讨论。     

连续玄武岩纤维在复合材料中应用

连续玄武岩纤维是绿色环保材料,是国家鼓励开发与应用的纤维材料。本文对玄武岩基本情况和连续玄武岩纤维制作等工艺的介绍,根据连续玄武岩纤维的特点,列举出玄武岩纤维长纤增强LFT、玄武岩直接无捻粗纱增强纤维和玄武岩纤维SMC无捻粗纱增强纤维的应用特点和情况,并对连续玄武岩纤维复合材料作了展望,期待有更大的应用范围。     

Stamping of continuous fiber thermoplastic composites

Despite demonstrated success in low volume aerospace and defense applications, structural composites remain at the periphery of high volume industries such as construction, automotive, and consumer goods because of long cycle times. Stamping provides a means of making composite sheet products at rates ten to a hundred times faster than any existing continuous fiber processes. However, to make composites stamping a viable process, one must understand how the combination of fabric architecture, tool design, and process conditions interact to produce a part free of wrinkling and tearing. In this paper, the effect of temperature, stamping rate, and boundary constraints on the material deformation is presented. The focus of this study is a co‐mingled glass/polypropylene fabric, in the form of a layer of unidirectional yarns held together by stitches. The results show that temperature variations have the greatest effect on deformation. In addition, a finite element model of parallel strips with linear constraints was shown to successfully simulate the sliding deformation or draw‐in of the stitched unidirectional material.     

柔性复合防刺材料的研制

对超高相对分子质量聚乙烯纤维制成的机织物、无纬布和非织造布3种材料进行了准静态试验和动态冲击试验,通过试验得出,用机织布和非织造布交替铺层作为防刺层,可以满足柔性防刺服对防刺的要求。     

玄武岩连续纤维的制备

利用坩埚法制备玄武岩连续纤维。研究了玄武岩纤维的熔融过程和拉丝工艺以及玄武岩纤维的基本特性。结果表明:选择陕西略阳辉绿岩矿作为玄武岩连续纤维的原矿,采用分体式氧化铝氧化铬坩埚,高度为13 mm,孔径为4 mm,台阶式漏嘴纺制玄武岩连续纤维,最长能成形15 m,纤维直径为12．2μm。