半金属摩阻材料的研究

利用正交设计法筛选配方，得到优化半金属摩阻材料的配方。研究了树脂，钢纤维含量及纤维混杂对半金属摩阻材料摩擦性能的影响。利用近代分析工具对半金属摩阻材料的表面和化学成份进行了观察分析，探讨了半金属摩阻材料的摩擦学特性。     

槚如酚改性酚醛树脂的合成及在半金属摩阻材料中应用的研究

本文研究了槚如酚改性酚醛树脂的合成及其在半金属摩阻材料上的应用。该树脂采用三条路线合成。测定了以槚如酚改性酚醛树脂制得的半金属摩阻材料的摩擦性能。讨论了合成中原料配比与摩擦性能的关系。     

半金属摩阻制品中钢纤维取向状态对其摩擦性能影响的研究

研究了钢纤维取向状态下半金属摩阻材料的摩阻性能,与铜纤维无规排布的相比,大多数取向状态均有明显的改性效果,在七种试样中摩擦系数以α=45°的最高.用扫描电镜及 x—射线能谱仪对α=45°的试样进行了摩擦表面层结构的表征,得到的物理模型为四层结构,即表面膜外层、表面膜内层、热分解层、热影响层.     

上下层布式钢纤维混凝土弯拉强度正交试验研究

通过正交试验反映了钢纤维体积率(Vf)和钢纤维长径比(Lf/df)对上下层布式钢纤维混凝土弯拉强度的影响,通过方差分析找出最有利于提高弯拉强度的钢纤维体积率和钢纤维长径比.研究表明,作为混凝土的掺入材料,钢纤维的体积率和长径比对层布式钢纤维混凝土弯拉强度均有显著性影响,尤其是钢纤维长径比.     

学术报导

我院参加主研的国家“六·五”期间重点科技攻关项目-“半金属摩阻材料的研制”通过部级鉴定我院化工系吴培熙副教授及王强、张富慎等同志与洛阳化工五厂等单位承担的“半金属摩阻材料的研制”项目,于一九八五年十二月十四日至十六日在洛阳通过部级技术鉴定,接受国家验收。“半金属摩阻材料”是一类新型摩阻材料,适用于制造重载高速汽车和重型锻压机械的刹车片或离合器片。它是以金属(纤维,粉)为填料,以耐高温高分子树脂为粘接剂,并加入多种助剂而构成的一类多组分复合材料,由于金属填料高达一半左右,故通称为半金属材料。此类摩阻材料与传统的     

玻纤有机摩阻材料试验研究

本文通过一系列试验,研究了一种新型的无石棉摩阻材料——玻璃纤维树脂有机基摩阻材料(Glass Fibre Resin Friction Material—GFRF),系统地分析了该材料的表面形貌、成分、结构和摩擦磨损性能之间的变化关系,揭示了该材料的摩擦磨损机理,论证了玻纤取代石棉用于制造摩阻材料的优越性,指出了更进一步改善和提高GFRF材料性能的途径。     

几何混杂钢纤维水泥基材料的断裂性能研究

采用不同几何尺度混杂钢纤维增强水泥基材料的断裂性能,结果表明,在纤维体积分数一定的情况下,几何混杂钢纤维对水泥基材料强度和断裂韧性的改善优于单一尺度钢纤维。选用适当混杂比的几何混杂钢纤维增强水泥基体,可制备出断裂性能较好的GHFRCC材料。     

半金属摩擦材料的摩擦磨损性能及磨屑形貌

采用D－MS定速式摩擦试验机，测定了3种金属纤维（钢纤维，黄铜纤维和紫铜纤维）增强的半金属摩擦材料与灰铸铁在不同温度下滑动摩擦的摩擦磨损性能，并收集磨屑，借助SEM扫描电子显微镜，观察，分析磨屑的形貌，研究材料磨损的内在机制。研究结果表明：紫铜纤维增强的磨擦材料与灰铸铁间的摩擦因数最稳定，磨损率最低；低温时，3种材料的磨屑均比较细小，在少数大颗粒的表面可以观察较深的划痕，有的带有明显的裂纹，说明该磨损主要由犁沟及微切削作用引起；高温时，磨屑多呈较大的块状或薄片状，这是粘结剂的高温分解和摩擦表面膜的热裂分解所致；对于铜纤维（黄铜或紫铜），在摩擦过程中还会发生铜在对偶表面的涂抹现象，这也是影响其摩擦磨损性能的一个重要因素。     

混杂钢纤维UHPC单轴拉伸性能的混杂效应分析

为研究混杂不同钢纤维对UHPC轴拉强度、初裂强度和弹性模量的影响,采用优化设计的狗骨试件尺寸,开展了4组,共150个试件的单轴拉伸试验研究。混杂钢纤维参数有:混杂不同长径比圆直纤维、混杂不同长径比弓形纤维,以及混杂不同形状纤维。试验结果表明:在钢纤维总掺量不变下,混杂短圆直和长圆直钢纤维对UHPC材料的抗拉强度、初裂强度和弹模,均能达到正混杂效应;混杂不同长径比的弓形钢纤维,仅提高抗拉强度和弹模,对初裂强度没有明显的影响。其余的混杂纤维试验组,对材料抗拉强度、初裂强度和弹模均显示零效应。因此,采用短圆直钢纤维与大长径比圆直钢纤维或者弓形钢纤维进行混杂,能充分发挥长短纤维各自优势,上述分析结果可为UHPC混杂纤维设计提供参考。     

再生混凝土轴心受拉应力-应变关系

设计了轴心受拉试验装置,考虑再生粗骨料取代率、钢纤维体积掺量和长径比等因素,对再生混凝土轴心受拉性能进行了试验研究,提出了与现行规范相衔接的轴心受拉本构方程。结果表明:再生混凝土轴心受拉的裂缝形态、断面特征等与普通混凝土存在较大差异;随着取代率增大,再生混凝土的抗拉强度呈下降趋势,受拉峰值应变略微增大;添加钢纤维之后,在一定范围内,抗拉强度随钢纤维掺量增加显著提升,但受拉峰值应变先增加后减小;钢纤维长径比的增加使得抗拉强度提升,但同时降低了受拉峰值应变。     

Study on the Pyrolytic Carbon Generated by the Electric Heating CVD Method

A new method of fabricating C/C composite materials, namely electric heating CVD method, was used, which electrified the carbon fiber directly by using the conductivity of itself. Acetylene was used as the carbon source with nitrogen as dilution gas, and the pyrolytic carbon started to deposit on the carbon fiber surface when the deposition temperature was reached. The morphology of pyrolytic carbon was characterized by SEM, and the surface properties of carbon fibers before and after CVD were characterized by Raman spectroscopy. The experimental results show that the electric heating method is a novel method to fabricate C/C composite materials, which can form a dense C/C composite material in a short time. The order degree and the average crystallite size of the carbon fiber surface were decreased after the experiment.     

碳纤维对增强的摩阻材料的摩擦磨损特性的影响

利用Ｄ－ＭＳ摩擦磨损试验机，用自制的碳纤维增强摩阻材料中碳纤维含量、表面状态、强度和长度对摩擦磨损性能的影响进行了试验研究。     

碳/金属复合纤维材料的制备及性能研究

通过磁控溅射法在碳纤维表面镀Cu薄膜和Fe薄膜,制得碳/铜复合纤维和碳/铁复合纤维,对其基本性能进行测试分析研究,测试其表面形态、力学性能和浸润性等,并分析不同的溅射工艺条件对纤维的影响,为其产品的进一步开发和应用提供了参考.     

苎麻/聚碳酸亚丙酯复合材料力学性能的研究

采用苎麻纤维和聚碳酸亚丙酯制备了可降解复合材料。讨论了碱处理、苎麻纤维长度对苎麻／聚碳酸亚丙酯复合材料机械性能的影响，并借助扫描电子显微镜对复合材料的冲击断口形貌进行了观察。结果表明：苎麻经碱液处理后，苎麻／聚碳酸亚丙酯复合材料的拉伸强度和冲击强度有了明显提高，分别由23．90MPa、30．04kl／m^2增加到25．39MPa、36，40kl／m^2。     

超吸水成纤共聚共混物的研究

合成丙烯酸／丙烯酰胺／聚乙烯醇超级吸水成纤共聚共混物,分析丙烯酰胺和丙烯酸及其钠盐的配比以及聚乙烯醇含量对其吸水和吸盐水性能的影响,并找到了合成超吸水纤维原料的最佳配比。     

对偶表面粗糙度对Nano-SiO2改性PTFE复合材料摩擦学性能的影响

为了研究干摩擦条件下对偶表面粗糙度对纳米粒子填充改性聚四氟乙烯（PTFE）复合材料摩擦磨损及转移膜特性的影响规律,本文采用冷压成型、热烧结的工艺方法制备nano-SiO2填充改性PTFE复合材料;采用LSR-2M型往复摩擦磨损试验机评价了nano-SiO2改性PTFE复合材料与具有三种不同表面粗糙度的对偶钢块（GCr15）之间的摩擦磨损性能;利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）分别表征了转移膜及磨屑的形貌、微观结构以及化学成分,从微观角度揭示nano-SiO2改性PTFE复合材料的摩擦转移机理。试验结果表明,纯PTFE及不同含量nano-SiO2填充改性PTFE复合材料的摩擦系数均随对偶钢块表面粗糙度的增大整体呈增大趋势,在粗糙度为Ra0.1的对偶表面上复合材料的摩擦系数随着nano-SiO2含量的增加变化相对较小;在三种不同粗糙度对偶表面上,nano-SiO2的加入均有效降低了PTFE的磨损体积,当填充比例为0.5wt%时复合材料在粗糙度为Ra1.2的对偶面上摩擦学性能最佳,磨合时间约为纯PTFE的1/3（缩短了近10min）,耐磨性较纯PTFE提高了34.1%。由此可见,复合材料中nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度存在一定的协同效应,即nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度具有匹配性,合理的摩擦配副能有效促进复合材料的摩擦转移,并能在对偶表面形成覆盖率高、均匀、连续、表面较粗糙且与摩擦方向趋向一致的转移膜,有利于降低材料的磨损。     

硅烷涂层提升钢纤维-砂浆界面性能的试验研究

为了提升钢纤维-砂浆界面的黏结性能,采用9种基于硅烷的表面处理剂对钢纤维进行浸渍处理并高温固化成膜;埋置于水泥砂浆圆柱体试块中,开展单根纤维拉拔试验,获得拉拔荷载-位移曲线. 试验结果表明,采用不同的硅烷涂层对钢纤维进行表面改性,可以不同程度地改善钢纤维-砂浆界面的黏结性能;拉拔峰值荷载最高增加5.75倍,拉拔能耗最多增加2.48倍. 硅烷Z6011和Z6020及复合涂层能够较大幅度地提升界面黏结强度,主要增加钢纤维与砂浆界面的化学黏结力;硅烷Z6030和Z6040及复合涂层对界面黏结强度的提升幅度相对较小,主要增加界面滑移摩擦力. 采用扫描电子显微镜（SEM）研究界面黏结性能的提升机理,发现硅烷涂层使得界面过渡区的微观结构更致密,显著提升了钢纤维-砂浆之间的黏结性能.     

纸基高性能摩阻材料生产工艺的研究

研究了分别以碳纤维和芳纶纤维为增强材料，以丁腈橡胶改性酚醛树脂为基体的湿式摩阻材料的基本成型工艺。为了提高酚醛树脂等填料在材料中的留着率，保证材料的稳定性，采用添加助留剂和增大网目的等方法，并通过考察浆料的动态滤水性、滤液的Zeta电位和浊度等，优化出了以碳纤维为增强材料的抄造工艺，即疏解4000转，助留剂1用量为0．3％，助留剂2用量为20％，网目大小为220目。从碳纤维系列材料的性能分析，碳纤维含量宜在15％左右。     

Mechanical Properties of Mo Fiber-reinforced Resin Mineral Composites with Different Mass Ratio of Resin and Hardener

Mo fibers were added to RMC with different mass ratios of resin and hardener to improve its mechanical properties. The influences of fiber surface state and hardener content on interface bonding strength and mechanical properties of RMC were studied, respectively. Furthermore, strain values of typical measuring points on samples of Mo fiber reinforced RMC(MFRRMC) under different loads were obtained by experiments and finite element analysis. The experimental results prove that scrap Mo fibers can improve interface bonding strength and mechanical properties of RMC better than new smooth Mo fibers because of the discharge pits randomly distributed on the surface of scrap fibers. With the decrease of hardener content, not only interface bonding strength between fiber and matrix, but also compression and flexural strength of MFRRMC increase firstly and then decrease. The properties are best while the mass ratio of resin and hardener reaches 4:1. It is indicated that finite element calculation data basically agree with experimental data by comparison of strain values on typical measuring points, which can provide an important intuitive reference for successive study on other mechanical properties of MFRRMC, validating the correctness of simulation method as well.