纤维增强磷酸铝基复合材料的制备及性能研究

开展了纤维增强磷酸盐结合陶瓷基复合材料的研究,通过选择合适的增强纤维、结合剂及填充剂,采用叠层一热压固化—烧结的复合工艺,制备出隔热承力陶瓷基复合材料.料浆比例为10∶2.14∶3.00和孔径为1.5mm×1.5mm硅氧纤维布制备出的复合材料性能较好.密度对复合材料力学性能有很大影响,采用硅溶胶浸渍提高密度的方法,密度增加10.22％,抗弯强度增加了92.21％.     

聚乙烯醇纤维增强聚乳酸复合材料的制备及性能研究

以聚乳酸(PLA)和高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维为原料,通过熔融共混热压成型工艺制备了不同PVA纤维含量的PLA/PVA复合材料,研究了复合材料的相形态、玻璃化转变、结晶和熔融行为以及力学性能。结果表明：低含量的PVA纤维能均匀地分散在PLA基体中,当纤维质量分数达到20%时,纤维发生团聚。差示扫描量热仪测试结果表明PVA纤维在PLA结晶过程中起到了成核作用。随PVA纤维含量增加,PLA的结晶度增加。此外,动态力学行为表明PVA纤维含量的增加有助于提高复合材料储能模量和刚性。复合材料的拉伸和弯曲模量随PVA纤维含量的增加而增加,当PVA纤维质量分数为20%时,拉伸和弯曲模量达到最大,与纯PLA相比,复合材料的拉伸和弯曲模量分别提高了43.5%和38.6%。但是,PVA纤维的加入并没有使复合材料的拉伸和弯曲强度得到较大改善。     

纤维增强复合材料断裂韧性机理分析

在研究复合过程的基础上，从材料基体性能，界面、纤维性能及方向等方面分析对断裂韧性的影响，以达到进一步解释断裂机理。     

原位混杂增强塑性复合材料

提出原位混杂复合材料的结构模型,以聚醚醚酮（PEEK）及聚碳酸酯（PC）为基体进行原位混杂复合,对所得的热致液晶聚合物（TLCP）微纤与宏观纤维混杂增强的TLCP／碳纤维（CF）／PEEK和TLCP／玻璃纤维（GF）／PC原位混杂复合材料的的加工流变学,几何学与力学特性进行了研究。     

原位生成增强体金属基复合材料及其应用前景

原位生成增强体复合法是通过合金设计,使合金在高温下与外加组分反应生成高强度、高弹性模量的增强体的复合法。该法成本低,工艺简单,增强体与基体结合好,复合增强效果显著是一种很有前途的复合方法。     

Cu-Ag合金原位纤维复合材料研究现状

凝聚态物理、材料科学、化学和生物科学的研究需要用到强磁场技术,铁磁线圈是强磁场装置(特别是脉冲强磁场装置)的基础部件,由高导热性、高导电性和高强度的材料组成,Cu-Ag合金原位纤维复合材料应运而生,其相关报道最早可追溯到20世纪六七十年代。Cu-Ag合金原位纤维复合材料是一种纳米晶双相复合材料,较单相材料具有更高的强度和热稳定性,同时还具有较强的导电性能。经过半个世纪的发展,Cu-Ag合金原位纤维复合材料的应用范围扩展到框架材料、接触线及接头等,Ag含量由最初的80%降低至10%～30%(均为质量分数),成本显著降低,且具有相当的电学和力学性能。在此期间,大塑性变形过程中组织形态结构的演变、相界面、相间距及尺寸等对性能的影响已经得到了较充分的研究,并且能通过热处理技术调和变形过程中强度上升而电导率下降的矛盾;研究者们还通过加入Cr、Nb、Zr、Y、Gd、Ce等第三甚至第四组元进行微合金化,在替代Ag的同时产生更多对合金有益的作用,以期进一步提高强度、塑性等综合性能,并取得了一定成效。但早期的研究还存在一些不足:(1)未从更微观的角度进行更深入的研究;(2)传统的多道次塑性加工技术流程较长;(3)性能预测理论模型的普适性不够。因此,近七年来除更全面深入地研究拉拔、轧制及热处理等工艺外,对Cu-Ag合金原位纤维复合材料的探索主要聚焦于磁场下定向凝固、大塑性变形制备工艺、更低的Ag含量及添加其他合金元素对其性能的影响,以及引入先进分析表征技术。研究发现磁场下定向凝固可改变晶体的生长方式,通过对枝晶大小和间距、共晶组织体积分数等进行控制来影响材料的性能,使强度进一步提高。等通道转角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)及高压扭转(High-pressure torsion,HPT)等大塑性变形技术在Cu-Ag合金上也得到了应用,使晶粒进一步细化,塑性等综合性能得到提高,为短流程制备Cu-Ag原位纤维复合材料提供了方向。通过对制备技术及微合金化的深入研究,目前Cu-Ag原位纤维复合材料中的Ag含量已经可降低到10%(质量分数)以下,且6%Ag含量的铜基原位复合材料在日本已经被成功应用于强磁场技术中。此外,从更微观的原子/分子角度,研究者揭开了位错、孪晶、织构在制备过程中的产生、演变及对性能的影响规律。本文从Cu-Ag原位纤维复合材料的力学与电学性能、强度与电导率的匹配关系展开讨论,综述了这一领域的研究现状,并探讨了其发展前景和目前存在的问题。     

增强纤维对复合摩擦材料性能的影响

复合摩擦材料是以高分子化合物为粘结剂、以无机或有机类纤维为增强组分、以填料为摩擦性能调节剂的复合功能材料。通过添加芳纶浆粕纤维和膨胀蛭石,考察低温条件下增强纤维对复合摩擦材料性能的影响。实验结果表明,随着芳纶浆粕纤维含量的增加,洛氏硬度与之近似满足线性关系,冲击强度缓慢提高,摩擦系数及磨损量也增大;随膨胀蛭石含量的增加,其力学性能和摩擦系数均呈峰形变化,分别在2%、3%时达最大值,但磨损量的变化不大。     

纤维增强聚合物基复合材料的低温性能

对纤维增强聚合物基复合材料在低温领域的实际应用进行了分类介绍,通过对纤维增强聚合物基复合材料的低温性能、性能影响因素和作用机理、低温应用安全性等方面的研究工作进行总结,突出各类纤维增强聚合物基复合材料低温下的性能优势,阐明了材料性能的不足之处及相应改进措施.对于实际低温应用中纤维增强聚合物基复合材料的选择、性能设计优化,系统安全性的增强提供了参考作用.     

单向玄武岩纤维增强树脂复合材料低温力学性能研究

通过纤维浸渍和缠绕技术制备了单向玄武岩纤维增强树脂(BF/EP)复合材料,并对单向BF/EP复合材料在室温和液氮温度(-196℃)下的拉伸、弯曲和压缩力学性能进行了测试.使用扫描电镜(SEM)对断裂试样进行微观形态分析,阐述在低温下其力学性能变化的机理.结果表明,从室温到液氮温度,单向BF/EP复合材料的拉伸、弯曲和压...     

混杂纤维增强水泥基复合材料的力学性能

研究了化学改性聚丙烯（PP）纤维以及掺加聚丙烯纤维和芳纶纤维混杂比例和混杂效应对水泥基复合材料力学性能的影响,并构建了纤维增强水泥砂浆界面层的物理模型,描述了纤维对水泥砂浆的增强机制。实验表明,聚丙烯纤维经改性后使水泥砂浆前期抗折强度明显提高,聚丙烯纤维和芳纶纤维的混杂使水泥砂浆的后期抗折强度显著提高。改性聚丙烯纤维掺加体积分数为0.56%,芳纶纤维的体积分数为0.24%时,混杂纤维增强水泥砂浆试样较空白试样,3天、28天抗折强度分别提高了18.48%、31.17%,3天、28天抗压强度分别提高了7.16%、5.19%。     

人工颅骨与人体颅骨的基本力学性能

本文研究了一种可适用于人体颅骨缺损修复用的纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯复合材料。测定了该复合材料、有机玻璃材料及人体颅骨的基本力学性能。实验表明这种纤维增强 PMMA 复合材料具有优于人体颅骨和有机玻璃的物理和力学性能。     

PP/ PA6原位成纤复合材料II. 加工条件对性能、形态的影响

在PP/ PA 6共混物的挤出加工中分别调整加工温度、挤出机螺杆转速、牵引速率, 得到不同加工条件下的PP/ PA 6原位成纤复合材料。研究了加工条件与分散相形态、力学性能的关系。发现当螺杆转速越高、牵引速率越快、加工温度越低, 分散的PA 6纤维尺寸越小, 复合材料的力学性能越好。     

基体合金对石墨/铝复合材料性能的影响

本文研究了不同基体合金(工业纯铝和LY12)对石墨/铝复合材料性能的影响,并初步探讨了其影响机理。结果表明:基体合金严重影响金属基复合材料的界面状态、基体相组织及分布,从而影响到最终复合材料的性能。与纯铝相比,LY12基体使石墨/铝复材料性能大幅度下降。     

增强聚氨酯泡沫塑料力学行为的研究

给出两种增强泡沫塑料静、动态压缩实验的一些新结果, 研究了它们变形及破坏的规律性。通过对加载后泡沫塑料试件进行的扫描电镜分析得到了这两种增强泡沫塑料变形和失效的机制, 并讨论了增强机理。      

纤维增强塑料在挤出过程中纤维取向的模拟

本文采用Ｄｉｎｈ－Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ流变模型，研究了中等浓度纤维悬浮体系中纤维的取向状态以及与速度场及应力场的关系，运用了纤维跟踪技巧来计算取向张量，由取向椭圆表征纤维的取向状态。预测结果与实验数据基本相符。     

超高模量聚乙烯纤维复合材料的制备与性能研究

研制了用于UHMPE纤维表面处理的连续化学处理装置.将经过处理的UHMPE纤维与环氧树脂体系制备成复合材料.用复合材料的短梁剪切强度评价纤维处理效果.测定了复合材料的压缩性能、弯曲性能和冲击性能(包括平面冲击、缺口与非缺口冲击).结果表明,UHMPE纤维复合材料的韧性极好,虽然其刚度较低,压缩强度与弯曲强度较差.这种复合材料的失效模式主要是纤维与基体的脱粘、分层、纤维屈曲和大变形,而不是纤维的断裂.     

短纤维增强泡沫塑料力学行为的研究进展

对国内外短纤维增强泡沫塑料力学行为的研究进展进行了综述。简要介绍了纤维增强泡沫塑料的制备方法和结构形态;重点报道了短纤维增强泡沫塑料力学行为的研究成果和作者的一些工作,其中包括纤维增强泡沫塑料拉压、弯剪基本力学性能、纤维增强机理和材料破坏机理、温度效应、纤维长度、纤维填充量和表面处理对力学行为的影响等。展望了未来的研究趋势。      

PP/ PA6原位成纤复合材料I. 形态与力学性能

不相容的通用热塑性塑料聚丙烯(PP) 和尼龙6 (PA 6) 共熔挤出, 当PA 6为分散相时, 得到了PA 6纤维分散于PP 基体中的原位复合材料。在PP 和PA 6的熔点之间成型, 可以保持住纤维的形态。材料的拉伸强度下降, 但冲击强度得到大幅度提高。     

电化学浸渗法制备纤维/铜基复合材料

基于电化学浸渗技术(ECI)在室温下制备了连续铜纤维、碳纤维和玻璃纤维增强铜基复合材料。实验结果表明,在本实验工艺条件下可获得致密的纤维/Cu基复合材料,并具有优良的力学性能。复合材料的断口形貌及显微结构的SEM观察表明,纤维与铜基体之间的界面结合良好,纤维不受任何损伤。证实了ECI在室温下快速制备纤维增强金属基复合材料的可行性。     

星型中乙烯基聚丁二烯橡胶结构与性能研究

研究了用自行发明的多官能团有机锂引发体系一步法合成的星型中乙烯基聚乙二烯橡胶（MVBR）的分子量，乙烯基含量，偶联臂数对其加工流变性能，静态，动态力学性能的影响，结果表明，单臂分子量为8万，乙烯基含量为49．7％，平均偶联臂数为3．8时，胶料的加工流变性能优异，力学强度高，动态生热低，与线型MVBR和BR相比，星型MVBR的抗湿滑性好，滚动阻力低，星型MVBR是低生热轮胎胎面的理想用胶。