缝合铺层碳/环氧复合材料动态压缩性能实验研究

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)动态测试系统对环氧树脂E-51和缝合铺层复合材料厚度方向的压缩性能进行实验研究,得到了不同应变率下的压缩应力-应变关系和压缩强度,并通过冲击破坏形貌来探讨材料的动态压缩破坏模式.结果表明:环氧树脂E-51是应变率相关材料,但其应变率敏感程度并不高;缝合铺层碳/环氧复合材料厚度方向的应力-应变曲线对应变率是敏感的,随着应变率的增加,最大应力增大,应变率在900 s-1比应变率在350 s-1的压缩强度增加120%;破坏的主要原因是纤维和树脂的分离以及纤维之间产生相对位移形成微裂纹,随着载荷的增加和应力集中的作用,促使裂纹扩展导致材料破坏.     

碳纳米管/环氧复合材料的摩擦磨损性能研究

研究了多壁碳纳米管(MWNTs)含量、超声分散时间、超声分散方式对环氧复合材料摩擦磨损性能的影响,通过扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)分析了材料表面磨损形貌、MWNTs分散程度,并探讨了复合材料摩擦磨损机理.结果表明:MWNTs添加量为1.5%时,MWNTs/Epoxy复合材料比环氧树脂摩擦系数降低17.8%,磨耗率降低91.7%;加入MWNTs降低了复合材料粘着磨损与疲劳剥落;延长超声波处理时间及采用高功率超声波仪器能够有效提高MWNTs分散程度,提高复合材料摩擦磨损性能.     

PET纤维/环氧复合材料界面性能改性研究

PET纤维表面呈惰性、不易与树脂浸润，有必要对PET纤维表面进行处理，提高PET纤维的的表面活性，进而提高PET纤维／环氧复合材料界面性能．采用冷等离子体技术对PErr纤维进行表面处理，利用ESCA和SEM分析了冷等离子体处理前后PET纤维表面的元素组成和层间剪切断口形貌的变化；研究了冷等离子处理前后浸润性、PET纤维／环氧复合材料界面性能的变化。结果表明：经冷等离子体处理PET纤维表面含氧和氮的极性基团增加、浸润性改善显著，进而使涤纶纤维／环氧复合材料界面剪切强度提高。     

PET纤维/环氧复合材料界面性能改性研究

PET纤维表面呈惰性、不易与树脂浸润,有必要对PET纤维表面进行处理,提高PET纤维的的表面活性,进而提高PET纤维/环氧复合材料界面性能。采用冷等离子体技术对PET纤维进行表面处理,利用ES-CA和SEM分析了冷等离子体处理前后PET纤维表面的元素组成和层间剪切断口形貌的变化;研究了冷等离子处理前后浸润性、PET纤维/环氧复合材料界面性能的变化。结果表明:经冷等离子体处理PET纤维表面含氧和氮的极性基团增加、浸润性改善显著,进而使涤纶纤维/环氧复合材料界面剪切强度提高。     

溶剂法回收玻璃纤维/环氧复合材料的试验研究

为了解决现有化学回收法技术不适用于热固化体系的问题,采用溶剂法从玻璃纤维／环氧复合材料成功回收了玻璃纤维．在90℃的8mol／L分解液作用下,12h即可将复合材料中的环氧树脂基体分解为低分子含苯环有机物,回收到外观清洁的玻璃纤维．当分解温度为90℃,酸液浓度为8mol／L,投料比为6g：100mL时,回收纤维的单丝拉伸强度损失为5．2％．以分解时间、回收纤维强度损失为考查指标,利用正交实验法对分解条件进行优化,得到各因素的影响次序：浓度为最重要因素、温度次之、投料比影响最小．     

碳纤维/环氧复合材料弯曲模量影响因素的研究

就环氧树脂固化条件、碳纤维体积比、加载环境温度对碳纤维 /环氧复合材料弯曲模量的影响作了系统研究 .试验结果表明 ,弯曲模量与碳纤维的体积比基本上呈线性关系 ,充分固化有利于提高碳纤维/环氧复合材料弯曲模量的稳定性 .     

乙酸酐改性对芳纶/环氧复合材料的影响

为提高芳纶Ⅲ/环氧复合材料界面粘结强度,用乙酸酐分别在常温、50℃、75℃、100℃条件下对芳纶Ⅲ改性处理,分别用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪对改性前后芳纶Ⅲ纤维表面性质及性能进行表征.用处理前后的纤维与24A聚胺酯树脂按质量比为树脂∶纤维=1∶1.5的比例分别称取,将二甲苯溶解后的树脂溶液均匀地涂覆于处理过的纤维表面制成预浸料,然后用层压法将其制成复合材料.按照GB/T 1449-2005标准,分别测试其弯曲强度.结果表明:经改性处理过的纤维表面较未处理时含氧基团增加、表面变粗糙,制备的复合材料的弯曲强度较未处理时提高了35.8%.乙酸酐对芳纶Ⅲ改性处理的方法操作简便、效果显著,是一种非常有效的化学改性方法.     

受低速冲击后玻璃／环氧层板刚度与强度的关系

本文给出了受低速冲击后的玻璃/环氧层板剩余拉伸刚度和剩余拉伸强度的实验研究结果。对三组试件的冲击能量分别为4.07,7.36和10.90焦耳。试件的剩余刚度分布范围从9.26GPa至21.94GPa:剩余强度分布范围从143MPa至615MPa。对于实验结果的分析表明,这三组试件的剩余刚度与剩余强度之间的关系可由一个简单的幂函数表达式来描述。     

三维五向石英/环氧复合材料的热传导性

为了给三维编织复合材料在热传导方面的设计应用提供必要的依据,以石英纤维和环氧树脂为原料,制备三维五向石英/环氧复合材料,通过瞬变平面热源法测量复合材料的导热系数,分析纤维体积分数、编织角和不同减纱方法对复合材料轴向及径向热传导性能的影响.结果表明:三维五向编织复合材料的热传导性能沿着轴向和径向呈现出各向异性;其轴向导热系数随着纤维体积分数增大而增大,随着编织角增大而减小;其径向导热系数随着纤维体积分数和编织角的增大而增大;减纱会降低三维复合材料的热传导性能,与减纱线细度、分散减列相比,集中减列的影响最明显,轴向和径向导热系数分别降低了3.2%和3.0%.     

碳/碳生物活性玻璃涂层复合材料的组织结构研究

通过包埋－粉末涂刷高温烧结工艺，以碳化硅作为过渡层制备出C／C生物活性玻璃涂层复合材料。采用SEM、EDS、XRD考察了涂层的组织结构，结果表明所制涂层具有多孔结构，从基体到生物活性玻璃涂层，成分和结构呈连续变化，消除了生物玻璃与基体的性质差异，实现了在C／C复合材料表面进行生物活性改性。     

LMPM/PP原位复合材料的力学强度

通过熔融混炼并挤出压延成型制备了ＬＭＰＭ／ＰＰ原位复合材料,研究了原位复合材料的拉伸性能和冲击性能。结果表明ＬＭＰＭ能在ＰＰ基体中形成微纤增强相,使材料的拉伸强度成倍增加,冲击韧性也比纯ＰＰ高。ＬＭＰＭ／ＰＰ原位复合材料的力学强度与偶联剂用量、ＬＭＰＭ用量有关,在ＬＭＰＭ微纤的取向方向和垂直方向,力学强度也有很大差异。当ＬＭＰＭ用量为２０％,ＤＢＴＬ为１．０％,或ＮＤＺ为０．７％时,ＬＭＰＭ／ＰＰ原位复合材料在平行于微纤方向的拉伸强度为１４０～１５０ＭＰａ,是纯ＰＰ的３．９～４．１倍,垂直于微纤方向的拉伸强度为５９～７０ＭＰａ,是纯ＰＰ的１．６３～１．９３倍,平行于微纤方向的冲击强度为６０～７０Ｊ／ｍ,是纯ＰＰ的１．６２～１．８９倍,垂直于微纤方向的冲击强度为３８～４５Ｊ／ｍ,略高于纯ＰＰ。     

提高GRC复合材料强度的研究

通过试验和理论计算分析了玻璃纤维增强水泥复合材料的复合机理，提出了改进和提高复合材料强度的技术关键，为寻找复合材料的最佳工艺配比提供了理论和试验依据。     

用云纹干涉法实测复合材料应力强度因子的实验研究

采用实时观测云纹干涉法，测试并研究了正交异性Ⅰ型裂纹的应力强度因子。用三维云纹干涉仪和数字图像采集技术获得了清晰的反映试件裂尖附近全场位移的云纹图，进而推算出应力强度因子。并对贴片云纹干涉法和实时观测云纹干涉法进行比较。     

光驱动型聚多巴胺/水性环氧形状记忆复合材料

为了改善水性环氧树脂(Water-borne epoxy, WEP)的力学性能及丰富其驱动形式,首先合成了具有优异的光热性能的聚多巴胺(Polydopamine, PDA)纳米颗粒,然后将其添加到WEP基体中,制备PDA/WEP形状记忆复合材料,并通过一系列表征方法进行表征。结果表明:PDA纳米颗粒的添加能改善复合材料的力学强度,纯WEP的断裂强度为8.8 MPa,0.1 wt%PDA/WEP的断裂强度较纯WEP有明显的提高;PDA的加入赋予WEP光驱动性能,即使PDA含量仅为0.1 wt%,在808 nm的近红外光照射下,PDA/WEP复合材料的温度能在30 s内由室温(25℃)上升到104℃,且形状回复能在13 s内迅速完成,复合材料形状回复时间随PDA纳米颗粒含量增加而缩短。由于PDA纳米颗粒制备方法简单环保,且光热转换性能优异,具有作为功能填料制备光驱形状记忆聚合物复合材料的潜力。     

聚磷酸铵/水性环氧形状记忆阻燃复合材料制备及其性能

以水性环氧树脂(Waterborne epoxy,WEP)为基体,聚磷酸铵(Ammonium polyphosphate,APP)为阻燃剂,采用机械共混、冷冻干燥和热压成型工艺制备APP/WEP形状记忆阻燃复合材料,期望获得一种兼具优良形状记忆性能和阻燃性能的复合材料。通过SEM、TGA、DSC、TMA、万能试验机、极限氧指数测试仪分别对APP/WEP复合材料进行了表征与分析。结果表明:与WEP相比,APP/WEP复合材料的阻燃性能得到了显著提高。WEP的极限氧指数(Limited oxygen index,LOI)为18.2%,当APP质量分数为20.0%时,APP/WEP复合材料的LOI值高达27.6%;另外,APP/WEP复合材料仍保持较好的形状记忆性能,即使APP质量分数增至50.0%时,其形状固定率和形状回复率仍分别高达90.5%和97.0%。因此,其复合材料是一种兼具阻燃和形状记忆多功能复合材料,该复合材料的制备工艺可为拓宽WEP及其复合材料的应用奠定材料基础和实验参考。     

用超声测碳/环氧复合材料的完全刚度矩阵

本文介绍了作者用超声波传播速度测正交异性复合材料完全刚度矩阵的基本原理、测单向纤维碳/环氧复合材料完全刚度矩阵的实验方法及测得的结果。把超声刚度分量换算为工程常数,并作合理性判别。最后,对实验结果作了讨论。     

玻璃云母复合材料烧结工艺的研究

通过试验，研究多孔结构玻璃云母复合材料研制过程中最佳烧结温度、保温时间、加热与冷却速率对其性能的影响，并对烧结机理进行探讨，为制造不同容重的材料，以使其广泛应用于不同领域提供可行的途径。     

亚麻/丙纶热塑性复合材料浸润性能的实验研究

将增强体亚麻纱线和基体丙纶复丝制成亚麻/丙纶包覆纱后进行织造,所得的织物预型件用层合热压法制成复合材料.基于对复合材料厚度和复合材料剥离性能的研究,通过正交实验的方法分析了复合材料热压工艺的影响因素.结果表明,复合材料厚度和热压工艺对产品浸润性能的影响较大.     

单参数混凝土强度准则模型的研究

通过对混凝土破坏面特征的描述,根据国内外试验结果,分析和讨论了单参数最大拉应力和最大剪应力强度准则模型的内在关系。     

蠕变损伤强度理论新准则研究

本在理论推证和试验的基础上,建立了一种崭新的蠕变损伤强度理论,引入了一个新的强度指标,即材料的极限有效损伤应力强度。娈验证明它较传统强度理论中屈服极限或强度极限更具有合理性,娈验测定结果的稳定性更好,因此依据该强度理论,可对发生蠕变损伤的热力构件或结构的有效使用寿命,作出更加合理估计。