SiCp颗粒增强耐热铝基复合材料孔隙率与力学性能

通过真空热压，热挤压工艺制备的SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料，在室温和高温时的强度均高于基体材料在室温和高温时的强度；SiCp体积分数分别为5％，10％和15％时，复合材料Al-Fe-V-Si在室温时的断裂强度分别比基体材料的断裂温度增加了48.2%,63.3%,24.4%;在400℃时其断裂强度分别比基体的断裂强度增加了49．6％，53．3％，19．0％，复合材料随着SiCp含量的增加而使孔隙率增加，导致材料力学性能的增加幅度降低。此外，通过分析材料力学怀材料孔隙率的关系，研究了SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料的颗粒强化机制与材料孔隙率交互作用机理，得出了复合材料孔隙率θ，ψ（SiCp)与材料断裂强度σb^1的关系，对颗粒增强耐热铝基复合材料的生产具有理论意义。     

连续纤维增强超高分子质量聚乙烯路面板材料的制备及测试表征

为提高路面板材料的力学性能,以超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)为基体树脂、连续玻璃纤维织物为增强体,通过设计挤出模头,釆用熔融浸渍工艺和层压工艺,制备连续玻璃纤维增强UHMWPE复合材料层压板.研究玻璃纤维体积分数(30%、40%、50%和55%)对UHMWPE复合材料拉伸、层间剪切、冲击等性能的影响规律,测试分析不同纤维体积含量条件下的UHMWPE复合材料热性能的变化规律.测试结果表明:当玻璃纤维体积分数分别为50%、40%时,UHMWPE复合材料拉伸强度和层间剪切强度分别达到最大值,分别为675.9 MPa和23.13 MPa,证明增加玻璃纤维的体积含量可有效提高UHMWPE复合材料冲击强度.当温度分别低于70℃和91℃时,UHMWPE复合材料的储能模量与损耗模量随着纤维体积含量的增加而增加.提高UHMWPE复合材料的纤维体积含量,可在一定程度上提高其玻璃化温度.     

SiC颗粒增强AZ91镁基复合材料的研究

以AZ91镁合金和平均颗粒尺寸2 μm的SiC颗粒分别为基体相和增强相，采用全液态搅拌铸造法制备了SiC颗粒增强镁基复合材料.力学性能测试结果显示，与AZ91基体合金相比，铸态镁基复合材料表现出更高的室温和高温抗拉强度和屈服强度以及更好的室温磨损抗力；经过热处理和热挤压后，镁基复合材料的抗拉强度和屈服强度均有所提高.拉伸断口形貌观察揭示，镁基复合材料在室温下拉伸时呈现明显的脆性断裂特征，而在较高温度下拉伸时则呈现韧脆混合断裂特征.     

混杂短纤维对Al2O3f＋Cf／ZL109性能的影响

用挤压铸造法制出不同体积分数的氧化铝和碳短纤维混杂增强ZL109复合材料（简记为Al2O3t Cf/ZL109）,探讨了混杂纤维对Al2O3f Cf/ZL109复合材料性能的影响,结果表明：复合材料拉伸强度在混杂纤维体积分数为8％时（氧化铝与碳纤维混合经为9：1）出现峰值;在混杂纤维体积分数不变是,复合材料 伸强度随碳纤维含量的增加而增大,复合材料的压缩强度随混杂纤维体积分数的增大而增加,热膨胀系数在各温度区间都随混杂纤维体积分数的增大而减小。     

TiC/Ti-Al基复合材料的燃烧合成

为了改善Ti-Al金属间化合物的脆性,利用SHS/PHIP工艺制备了TiC/Ti-Al基复合材料.理论分析表明,绝热温度随C质量分数的增加而呈升高趋势,当体系中碳的质量分数≥2%时,该体系能完成自蔓延过程.采用电子扫描显微镜,X射线衍射仪对合成产物进行了分析.结果表明,合成产物中除存在基体相Ti3Al和TiAl和增强相TiC外,还存在许多三元相Ti3AlC和Ti2AlC相;随着Al质量分数的增加,增强相的形貌由颗粒状逐渐变成棒状或片状;复合材料的硬度和压缩强度随C质量分数的增加逐渐增加,但密度及相对密度随C质量分数的增加呈先增加后降低的趋势.当C的质量分数达到4%时,其实际密度和相对密度均达到最大.     

Ti3SiC2/TiB2复合材料的制备及其组织和力学性能

以2TiC／Ti／Si／0．2Al／TiB2粉为原料，采用热压烧结工艺成功制备了Ti3SiC2／TiB2复合材料。结果表明：不同TiB2含量的试样中主晶相为Ti3siC2与TiB2两相，没有发现其它杂质相；当复合材料中TiB2的体积分数为10％时，其硬度、抗压强度、弯曲强度、断裂韧性都有显著的提高。经热处理后，Ti3SiC2／10％TiB2复合材料的弯曲强度由367．5MPa     

石墨填充聚四氟乙烯复合材料的拉伸试验研究

通过对添加石墨的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行拉伸试验,考察石墨的添加量对改性复合材料拉伸强度的影响.得到了试样的拉伸强度及其拉伸性能曲线.试验结果表明,石墨的添加量对改性PTFE的性能影响很大.当石墨体积分数为24%时,改性PTFE复合材料的拉伸强度较纯聚四氟乙烯降低了48%,仅为12.2 MPa;随着石墨含量的继续增加,改性PTFE复合材料的力学性能持续明显降低.     

AlFeCrCoNi/Mg复合材料的显微组织及力学性能分析

为了探究AlFeCrCoNi高熵合金增强相含量对金属基复合材料显微结构及力学性能的影响规律,文中采用放电等离子烧结法制备了AlFeCrCoNi/Mg,通过场发射扫描电镜对其宏观和微观形貌进行了观察,利用X射线衍射仪对其物相进行了表征,采用阿基米德排水法、显微硬度机和电子万能试验机分别研究了复合材料的密度、维氏硬度和压缩性能。研究结果表明:随着高熵合金体积分数的增加,复合材料的维氏硬度达到70.33N·mm-2,屈服强度ReHc、抗压强度Rmc分别从125 MPa和288 MPa增加到211 MPa和306 MPa,各自提高了68.80%和45.02%,其中复合材料增强相体积分数由0%增加到5%过程中,屈服强度、抗压强度增长最快,复合材料增强相体积分数大于5%后,其增长较为平缓。     

玄武岩玻璃粉体与短切纤维对复合材料力学性能影响的对比分析

分别添加0%、5%、10%、15%、20%、25%的玄武岩粉体和短切纤维,研究添加后木质复合材料关键力学性能的变化.当粉体添加质量分数为15%时,复合板的拉伸强度达到峰值24.3 MPa,比未增强的复合板高了94.3%;而玄武岩短切纤维添加质量分数为10%时,复合板拉伸强度达到峰值18.9 MPa,比未增强复合板提高50.8%.当粉体添加质量分数和玄武岩短切纤维添加质量分数均为10%时,复合板的弯曲强度达到峰值各为41.8 MPa和39.2 MPa,比未增强的复合板各提高了43.3%和34.4%.结果表明,玄武岩粉体不仅仅价格远低于玄武岩短切纤维,其增强效果也远优于该纤维.     

原位合成TiC/Al基复合材料研究

用LEYBOLD-HERAEUS水冷铜坩埚真空电弧炉原位合成制备了TiC／Al基复合材料．X射线衍射谱表明，按20％TiC-Al配比，制得TiC-Al基复合材料中，TiC是唯一的增强相：在高温显微镜中在400℃、100MPa、真空度为0．00013Pa，压缩5h条件下，材料表现出良好的高温持久强度，TiC相未发生偏聚、差热分析(DTA)，显示该材料在900℃以下。TiC无相变发生．进一步证明原位。TiC／Al复合材料具有良好的热稳定性．光学金相、SEM和TEM观察显示，TiC颗粒与基体界面干净，压缩后位错呈半环状，绕TiC相堆积，说明即使在400℃高温下，加载后位错只能以Orowan机制绕过TiC相。     

TiO2原位反应合成MgO-TiC颗粒增强的铜基复合材料

利用TiO₂镁热碳热原位还原技术制备MgO-TiC增强的铜基复合材料,通过XRD、SEM和力学性能检测方法研究TiO₂原位合成对MgO-TiC增强铜基复合材料的相、组织和力学性能的影响。结果显示:在烧结过程中TiO₂、Mg和C粉发生了原位合成反应,生成了MgO和TiC相,并产生了少量的MgTiO₃;材料的组织与增强相含量有着密切的关系,当增强相含量较小时,MgO-TiC颗粒弥散分布在铜基体上,随着增强相含量的增加,材料的组织中出现了MgO-TiC颗粒聚集分布的组织;材料的尺寸变化在烧结过程中主要以收缩为主,随着保温时间的延长或温度的升高,增强相含量为5%的材料的相对密度和硬度逐渐增大,增强相含量为10%的材料的相对密度和硬度逐渐降低。     

芒果种子纤维增强聚丙烯热塑性复合材料的制备及力学性能

以台农1号芒果提取制备的芒果种子纤维为增强体,以聚丙烯为基体,采用热压成型工艺制备芒果种子纤维/聚丙烯热塑性复合材料,并对复合材料的拉伸断裂性能进行测试分析和表征.结果表明,复合材料的实际强度随着芒果纤维体积分数的增加而增加,理论强度线性增加,实际强度均低于其相应的理论强度,并且越来越偏离理论强度,当芒果纤维体积分数达40%以后,强度增加幅度趋向平缓.复合材料的强度随着保压时间的增加而增加,随着成型压力、温度的增加先增加后减少.复合材料的拉伸断裂分为少数芒果纤维早期断裂、损伤扩展和最终破坏3个阶段,不同成型压力下复合材料的拉伸断口形貌不同,4 MPa时断面相对较为平齐,呈内聚破坏与黏结破坏的混合破坏模式,当压力增加到8 MPa时,界面结合较弱,纤维过早滑脱,拉伸强度降低,这与成型压力对复合材料强度的影响一致.     

原位纳米粒子增强Al基复合材料的微观组织及高温力学性能

以纳米TiO₂为添加相,按一定比例添加B₂O₃和H₃BO₃,采用高能球磨和粉末冶金法相结合的方法制备了体积分数为4%的纳米氧化物粒子增强Al基复合材料,最后在723 K的条件下以16∶1的挤压比制备了复合材料棒材。结果表明,经过4 h的球磨后,可以实现纳米氧化物在Al基体中的弥散分布;经过893 K的真空热压后,添加相与Al基体发生原位化学反应并生成了Al₂O₃等。当Ti与B物质的量比为1.0∶1.5时,复合材料的力学性能最优;同时,当B元素的先驱体化学成分不同时,复合材料的力学性能差异显著;TiO₂+H₃BO₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为507.7 MPa和151.3 MPa,展现出最高的室温力学性能;TiO₂+B₂O₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为353.7 MPa和167....     

玻纤、木粉组合增强PP复合材料的制备及性能研究

制备玻纤与木粉组合增强聚丙烯（PP）复合材料,并研究材料的湿热性能、力学性能、表面性能及其影响因素．结果表明：随木粉含量的增加,复合材料的吸湿率增大,密度降低,拉伸强度和断裂伸长率减小,但对冲击强度影响不大,且木粉可以有效改善材料表面的亲水性,提高表面张力;而随玻纤含量的增加,材料的吸湿率减小,密度增加：适当的玻璃纤维含量能提高材料的拉伸强度和冲击强度,但玻纤含量超过一定值时,PP复合材料的断裂伸长率反而会降低;用KH-550偶联剂处理、木粉质量分数〈10％、玻纤质量分数〈15％的玻纤木粉组合增强PP复合材料的综合性能较好．     

玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料力学性能分析

采用连续玻璃纤维与环氧树脂相复合,通过金属模压成型工艺,制备出单向玻璃纤维／环氧树脂复合材料。通过三点弯曲实验论证单向纤维对树脂基体的增强作用,从而研究不同纤维含量下复合材料的弹性模量、纵向拉伸强度、纵向压缩强度的变化趋势。结果表明：随着纤维含量的增加,复合材料的力学性能均增强,当纤维体积含量为50％时,其各项性能均较好,弹性模量为40GPa,纵向拉伸强度为1200MPa,纵向压缩模量为700MPa。此外,对复合材料的其他常用力学性能参数进行检测。     

纤维体积分数对 Al_2O_(3f)/ZA22 复合材料拉伸强度的影响

采用日本产ＡＧ １０ＴＡ型电子万能试验机对不同纤维体积分数的挤压铸造Ａｌ２Ｏ３ｆ／ＺＡ２２复合材料的拉伸强度进行了测定。采用Ｆｒｉｅｎｄ修正的混合律模型对纤维体积分数较小时该类复合材料拉伸强度低于基体合金强度这一现象进行了深入分析。理论分析与试验结果吻合较好。在本试验条件下,求得纤维强化临界体积分数Ｖｃｒｉｔ为２３６％,超过该值,复合材料强度高于基体强度。     

SiC颗粒增强纯铝基复合材料的研究

探讨了用粉末冶金法,采用常规的冶金加工设备和工艺,制造SiC颗粒增强纯铝基复合材料的可行性;研究了不同SiC含量铝基复合材料的显微组织和力学性能.结果表明:SiC颗粒与纯铝粉混合、加压、烧结制备的复合材料,组织致密,增强颗粒分布均匀;随SiC体积百分含量增加,复合材料的强度、硬度明显升高;SiC体积面分含量小于20×10~(-2)时,塑性不降低;复合材料的拉伸断口为解理与韧窝混合断裂.     

苎麻纤维／聚丙烯混纺混织增强复合材料的制备与性能研究

本文将改性的苎麻与树脂混纺或混织的织物在热压机上压制成苎麻纤维与树脂的复合板材。研究了织物组织结构、PP纱线在织物纬向上的含量等对苎麻／PP增强复合材料拉伸性能的影响。结果显示,对于混织预制体,当层数为5层,模压温度为175℃,模压压力为10MPa,苎麻／PP为1：1时,板材的拉伸性能最优,拉伸强度是83．03MPa;并且,由于斜纹组织的纱线伸直状态最好,所以其复合材料的机械性能优于缎纹组织和平纹组织复合材料。对于混纺预制体,模压温度为170℃,压力为12．5MPa,模压时间为20min,苎麻纤维体积分数为50％时,复合材料的拉伸性能最优,对于不同组织的织物,缎纹组织的复合材料的拉伸性能最好。     

莫来石短纤维增强铝基复合材料拉伸强度数据韦伯统计分析

用挤压铸造工艺得到了拉伸强度比较高并且强度数据分散度比较小的莫来石纤维/ZL 109复合材料.用Weibull方法分析该复合材料的拉伸强度值的分布状况,得到比较大的Weibull模量.统计分析了复合材料金相面上的纤维体积分数和拉伸断口面上的纤维体积分数,结果表明,纤维的分布在微观上是不一致的;在金相面上,与观察法线呈中角度的纤维体积分数Afs同与观察法法线成大角度的纤维体积分数Af1比较接近;在拉伸断口面上与拉伸方向呈大角度的纤维体积分数同与拉伸方向呈小角度的纤维体积分数相差较大.认为该复合材料破坏的主要原因是在于与拉伸方向呈大角度的纤维与基体的界面脱粘.拉伸强度数据分散的原因在于微观上与拉伸方面呈大角度的纤维分布的不均匀.     

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的低温性能研究

对S玻璃纤维和E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的常温和低温力学性能进行实验,结果表明：玻纤／环氧树脂单向复合材料力学性能随着纤维含量增加而增强,当纤维体积含量为50％时,复合材料具有较好的综合力学性能,且复合材料的强度随着温度的降低呈增加趋势。当温度降到76K时材料的强度达到最高值,S玻纤／环氧复合材料的拉伸强度最高值可达2．1GPa;E玻纤／环氧复合材料的最大拉伸强度也达到1．4GPa。其原因是由于低温下玻璃纤维的横向收缩比树脂基体小,界面摩擦力得到增强,从而获得高的界面粘接强度。