湿热老化对PBO/T700层间混杂复合材料力学性能的影响

分别利用材料万能试验机和DMA研究了湿热老化时间对PBO/T700层间混杂复合材料静态力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,在湿热环境下加速老化不同时间后,PBO/T700层间混杂复合材料的拉伸强度和模量、弯曲强度和模量并未发生明显变化;压缩强度和层间剪切强度均出现了一定程度的下降,最大降幅分别为14.4%和9.5%;湿热老化使得PBO/T700层间混杂复合材料的耐热性有所提高,当老化时间为30d时,混杂复合材料的T_g从127.6℃升高到136.3℃,随着老化时间进一步延长,混杂复合材料的T_g降低,E'和E″向低温方向移动,表明混杂复合材料的耐热性又开始下降。     

热氧老化对PBO纤维复合材料力学性能的影响

采用人工加速老化试验方法研究了热氧老化对PBO纤维复合材料力学性能的影响。利用材料万能试验机研究了PBO纤维复合材料的拉伸、弯曲和剪切等静态力学性能随热氧老化时间的变化情况,结果表明,经过在60℃热氧老化不同时间后,PBO纤维复合材料的拉伸强度变化较小,弯曲强度和层间剪切强度出现了一定程度的下降,最大降幅分别为8.8%和11.7%,拉伸模量和弯曲模量增大。采用DMA研究了热氧老化时间对PBO纤维复合材料动态力学性能的影响,结果表明,热氧老化使得PBO纤维复合材料的耐热性提高,贮能模量下降,随着老化时间逐渐增加,E″逐渐向高温方向移动。     

PBO/T700层间混杂复合材料弯曲及压缩性能研究

研究了PBO纤维与T700碳纤维层间混杂复合材料的弯曲性能和压缩性能。利用材料万能试验机研究了混杂复合材料的弯曲强度和弯曲模量、压缩强度和压缩模量随混杂比的变化情况,同时对混杂复合材料的弯曲破坏和压缩破坏模式进行了研究。研究结果表明,混杂工艺能够使PBO纤维复合材料的弯曲强度从542MPa增大到1120MPa,压缩强度从233.2MPa增大到702MPa;PBO纤维复合材料和T700碳纤维复合材料弯曲和压缩试样的破坏模式分别表现为典型的韧性破坏和脆性破坏,PBO/T700层间混杂复合材料的弯曲和压缩破坏模式随着混杂比增大,逐渐从韧性破坏转变为脆性破坏。     

三维正交机织铜丝／玻璃纤维层间混杂复合材料的拉伸和弯曲性能研究

本文设计和制作了两种层间混杂结构的三维正交机织铜丝／玻璃纤维复合材料,分别为铜丝单面混杂和双面混杂复合材料。两种复合材料的拉伸性能和弯曲性能测试结果表明,单面铜丝／玻璃纤维混杂复合材料的归一化拉伸强度和模量分别为1214MPa和83GPa;高于双面铜丝／玻纤混杂复合材料44％和51％。单面铜丝／玻璃纤维混杂复合材料的归一化弯曲强度为964NPa,高于双面铜丝／玻纤复合材料27％。两者的弯曲模量比较接近,均为60GPa左右。由于铜丝的混杂效应,三维正交机织铜丝／玻璃纤维层间混杂复合材料的拉伸和弯曲性能与相同结构的玻璃纤维复合材料相比有一定的下降。     

酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的制备及性能

利用聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维与酚醛树脂制备先进复合材料,研究该单向复合材料的层间剪切性能、弯曲性能、冲击性能和动态力学性能,并分析该复合材料的吸湿脱湿行为和热氧老化行为.酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的层间剪切强度为21.25 MPa,弯曲强度为439.53 MPa,弯曲弹性模量为50.11GPa.     

碳纤维/石英纤维混杂树脂基复合材料力学性能研究

研究了石英纤维与T700级碳纤维层间混杂树脂基复合材料的拉伸、压缩和面内剪切性能。研究结果表明,对于单向铺层的材料,相较纯石英纤维树脂基复合材料,混杂工艺能够使石英纤维树脂基复合材料的拉伸模量,从41.5 GPa增大到86.7 GPa,性能提升约109%,拉伸破坏强度保持相对稳定;压缩模量从40.1 GPa增大到77.1 GPa,压缩破坏强度保持相对稳定;对于材料的面内剪切性能没有明显影响。对于试验设计的多向铺层的材料,拉伸模量也提升了约55%,压缩模量提升了约50%,层合板的剪切模量提升60%。研究表明纤维混杂工艺能够明显改善石英纤维复合材料的刚度性能。     

高性能、低成本复合材料用环氧体系的研究

通过凝胶化测试和示差扫描量热分析(DSC)研究了CYD128环氧树脂/部分钝化间苯二甲胺固化体系的反应特性,测试了该体系浇铸体的力学性能和耐热性。设计了一种新型低成本真空辅助传递模塑(VARTM)成型工艺并研究了该成型工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,浇铸体弯曲强度可达131.0 MPa,拉伸强度71.8 MPa,拉伸模量3.1 GPa,冲击强度37.5 kJ/m2,玻璃化温度(Tg)98.1℃。使用新工艺得到的复合材料力学性能优异,其中连续玻璃纤维、连续碳纤维增强复合材料弯曲强度分别达到950.2 MPa、1 097.4 MPa。     

混杂纤维复合材料力学性能及其低速冲击性能研究

采用热压成型工艺制备单一碳纤维、碳纤维/玻璃纤维(CF/GF)和碳纤维/Kevlar纤维(CF/KF)均质和非均质混杂增强环氧树脂基复合材料,通过三点弯曲、层间剪切、低速冲击及冲后压缩性能测试,研究纤维组分、混杂结构和混杂比对复合材料力学性能及低速冲击性能的影响。结果表明,单一碳纤维复合材料力学性能最佳,其弯曲模量、弯曲强度和层间剪切强度分别达到66.16 GPa、830.35 MPa和42.73 MPa,而CF/GF混杂结构性能总体优于CF/KF混杂结构,内层混杂结构性能优于外层混杂结构;单一碳纤维复合材料低速冲击性能较差,其冲击损伤凹坑深度最高可达混杂结构的3.5倍,对应的分层阈值为2 723.53 N;CF/KF均质混杂结构的剩余压缩强度最大,而单一碳纤维复合材料则最小,对应数值分别为0.92和0.79。     

不饱和聚酯树脂／大麻纤维复合材料的热氧老化

采用模压工艺制备不饱和聚酯(UP)树脂/大麻纤维复合材料,研究了105℃下热氧老化600h前后复合材料力学性能的变化;采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对老化前后复合材料的结构进行对比分析,并通过SEM技术观察复合材料的断面形貌.结果表明,偶联剂KH570处理对复合材料力学性能的总体改善效果最佳.老化600h后,偶联剂处理复合材料具有的最佳力学性能如拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别为19.06MPa、5.78GPa、52.988MPa、1.01GPa和3.881kJ/m2.红外分析显示,偶联剂处理得到的复合材料在老化前后的红外图形变化不明显,有些吸收峰甚至得到了加强.SEM结果表明,老化600h后,偶联剂处理的复合材料中纤维仍能较均匀地分散在树脂基体中,两者间的界面粘结良好.     

碳纤维湿法缠绕用环氧树脂基体研究

以TDE-85树脂和AFG-90树脂为主体树脂,混合芳香胺为固化剂,研究了一种适合于碳纤维复合材料湿法缠绕成型的树脂配方。结果表明,该树脂的黏度低(＜550 mPa·s)、适用期长,其浇铸体具有优异的力学性能,其拉伸强度为107 MPa,拉伸模量为4．09 GPa,弯曲强度为161 MPa,弯曲模量为3．88 GPa,断裂伸长率超过6%。用其制备的T-700碳纤维缠绕复合材料界面粘接好,NOL环层间剪切强度达到66．8 MPa,拉伸强度达到2．44 GPa。     

纤维类型对C_f/SiC复合材料力学性能的影响

本工作以AlN和Y2 O3为烧结助剂 ,采用先驱体转化 -热压烧结的方法制备出了Cf/SiC复合材料 .研究了纤维类型影响复合材料力学性能的本质原因 .由于T3 0 0纤维的制备温度明显低于M 40JB纤维的制备温度 ,因此 ,与M 40JB纤维相比 ,T3 0 0纤维的石墨化程度较低且含有较多的杂质 ,从而导致T3 0 0纤维表面的活性强 ,而M 40JB纤维表面的活性较弱 .正是这种结构和成分的差别 ,使T3 0 0纤维与基体的结合较强 ,而M40JB纤维与基体的结合较弱 ,因此以T3 0 0纤维为增强相的复合材料呈现脆性断裂 ,而以M 40JB纤维为增强相的复合材料则呈现韧性断裂 ,该复合材料具有较好的力学性能     

碳纤维／玻璃纤维混杂复合材料性能研究

以玻璃纤维毡和玻璃纤维布为夹芯材料、碳纤维为表层材料，制备了混杂纤维增强复合材料，测试了在不同碳纤维含量和不同碳纤维辅层方向时增强复合材料的纵向拉伸强度 和冲击强度等力学性能。结果表明：该杂方式经济且有效。     

超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能研究

为研究超细钢-聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响,进行了9组超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的立方体抗压强度和劈裂强度试验,分析了超细钢纤维、聚丙烯纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入使混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度及拉压比均有提高,混杂纤维混凝土破坏产生明显延性特征;超细钢纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响最大,混凝土强度及拉压比随超细钢纤维掺量增加而增大;聚丙烯纤维体积掺量增加对混凝土力学性能的影响并非线性提高,混掺0.1%聚丙烯纤维和1.5%超细钢纤维的混凝土获得最佳力学性能,抗压强度提高19.42%,劈裂抗拉强度提高56.78%,拉压比提高30.16%。     

天然竹纤维基本力学性能研究

对竹原纤维及竹浆纤维的基本性能进行了测试分析,通过对各种性能分析比较,得出常温干态下,竹原纤维的断裂强度和初始模量均大于竹浆纤维,断裂伸长率小于竹浆纤维。竹原纤维钩结和结节时的断裂强度急剧下降,不到干态强度的20％,结节强度比钩结强度略大。竹原纤维与金属辊和橡胶辊的摩擦系数大于与纤维辊的摩擦系数,竹原纤维的静摩擦系数和动摩擦系数均小于竹浆纤维。     

玄武岩纤维及其复合材料基本力学性能实验研究

本文对一种国产玄武岩纤维及其复合材料的基本力学性能进行了实验研究,并对纤维的化学组成和表面状态进行了分析。结果表明,所研究的玄武岩纤维丝束的拉伸性能低于S-2玻璃纤维,分散性较大;玄武岩纤维/环氧648复合材料的基本力学性能多数与S-2玻璃纤维/环氧648复合材料相近,部分性能甚至高于后者。     

PTT纤维的基本力学性能研究

主要介绍了PTT纤维的截面形态,对PTT纤维的力学性能和在不同夹持方式下力学性能的变化进行了研究,与PET纤维进行力学性能比较,经过实验分析得到,湿态下PTT纤维和干态PTT纤维的初始模量、断裂强度几乎无变化,而湿态的PTT纤维伸长率比干态时高。干态时PTT纤维的初始模量、断裂强度均低于干态PET纤维;PTT纤维在结节状态下断裂强度和断裂伸长率小于在勾结状态下的断裂强度和断裂伸长率。     

纤维含量对C／C复合材料力学性能的影响

研究了炭纤维含量对C/C复合材料力学性能的影响,用扫描电镜（SEM）对材料的断口进行分析,结果表明：当炭纤维的体积分数小于8.3%时,随着炭纤维体积分数的增加,复合材料的抗折强度逐渐升高;之后,随着炭纤维的体积分数的增加,复合材料的抗折强度逐渐下降,短纤维增强C/C复合材料的断口特征为大量纤维拔出,其断裂过程为界面破坏所控制。     

高温热处理温度对PAN基碳纤维结构和力学性能的影响

考察了热处理温度对ＰＡＮ基碳纤维结构和力学性能的影响，为进一步提高碳纤维的力学性能提供了理论依据。     

碳化硅纤维热处理对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料性能的影响

用不同条件热处理的碳化硅纤维制备了单向连续碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料.研究了碳化硅纤维热处理的温度、时间及热处理方法对制成的复合材料性能的影响.测试了复合材料的断裂强度,相对介电常数和介电损耗.通过扫描电镜分析复合材料的微观形貌,并使用电子探针对碳化硅纤维/磷酸铝基体界面进行了微区元素分析.结果表明:碳化硅纤维热处理降低了复合材料的介电常数和介电损耗;纤维/基体界面之间未发生任何化学反应.由于热处理使纤维/基体形成了强结合界面,大大降低了复合材料的力学性能.快速热处理方式直接降低纤维的自身强度.     

溶剂对玻纤增强树脂基复合材料力学性能的影响

采用真空辅助树脂传递模塑工艺(VARTM)制备了玻纤增强酯树脂基复合材料,研究了不同化学溶剂对该复合材料力学性能的影响,利用扫描电镜(SEM)对复合材料的断口形貌进行了观察,并分析了其性能变化的原因。结果表明,该复合材料具有一定的抗腐蚀能力,在溶剂中浸泡180d后,其模量基本保持不变,由于界面结合减弱使复合材料强度约有5%~10%的下降,对其力学性能的变化规律没有影响,这为复合材料的工程应用提供了技术支持。