连续碳纤维增强尼龙复合材料的研究

研究了碳纤维对CCF／MCPA力学性能的影响以及CCF／MCPA的摩擦学性能和磨损机制。结果表明，CCF／MCPA的弯曲强度，弯曲弹性模量，冲击强度和平面剪切强度随碳纤维含量的增加而提高；CCF／MCPA的摩擦数和磨损量随着载荷的增加而降低。其磨损机制主要是磨粒磨损和粘着磨损特征。     

碳纤维增强尼龙复合材料的进展

作者介绍了近期国外在碳纤维增强尼龙复合材料应用、加工及形态结构研究方面的进展，并对其技术开发动向和发展趋势作出了展望．     

碳纤维增强尼龙复合材料的进民

作者介绍了近期国外在碳纤维增强尼龙复合材料应用，加工及形态结构研究方向的进展，并对其技术开发动向和发展趋势作了展望。     

表面处理碳纤维对增强尼龙复合材料性能影响

采用空气氧化法对碳纤维进行表面处理 ,以注塑成型法制备碳纤维增强尼龙 1 0 1 0复合材料 .研究发现表面处理碳纤维可明显提高增强尼龙复合材料的拉伸强度和摩擦学性能 ,其中摩擦系数较未处理碳纤维增强降低了 3 0 %～ 5 0 % ,而耐磨性提高了 2～ 3倍 .用扫描电镜对拉伸断口和磨损表面形貌分析发现 ,表面处理可显著改善碳纤维和尼龙基体间的界面结合性能 .最后对影响表面处理碳纤维增强复合材料性能的作用机理进行了初步分析     

GF增强尼龙1010复合材料的磨擦学性能研究

制备了玻璃纤维（GF）增强尼龙1010复合材料,在环一块磨损试验机上研究了复合材料的摩擦学性能。结果表明：GF含量对复合材料的摩擦学性能有显著影响,GF质量分数为35％时增强效果较好;随着滑速的增加,GF增强尼龙1010复合材料的摩擦系数和磨损量持续上升。干摩擦下的复合材料磨损以疲劳断裂和粘着为主,且纤维出现磨损、断裂及从基体中剥落的现象。在油润滑下材料向对偶产生轻微的转移,与干摩擦相比复合材料的摩擦系数和磨损量大为降低;水润滑下的尼龙以化学腐蚀磨损和磨粒磨损为主,此时复合材料摩擦系数也有较大程度的降低,但磨损量较干摩擦增大。     

纳米Si3N4颗粒填充铸型尼龙的摩擦学性能研究

为了研究纳米Si3N4颗粒作为填料对铸型尼龙（MC尼龙）的摩擦磨损性能的影响，选用两种复合材料在MM－200摩擦磨损试验机上进行了试验研究，并借助于扫描电镜观察了磨损形貌，探讨了磨损机理，研究结果表明，在干摩擦条件下，Si3N4颗粒填MC尼龙与钢环对摩的摩擦数随载荷的升高而降低，在相同载荷时均高于纯尼龙，在一定的滑动速度下，Si3N4颗粒填充MC尼龙的耐磨性能与载荷大小有关，当载荷较低时，复合材料的耐磨性能比纯尼龙好，其磨损机理主要是磨粒磨损和粘着磨损，当载荷较高时，复合材料的耐磨性能不如纯尼龙，其磨损机理主要是疲劳剥落，并有磨粒磨损和粘着磨损。     

碳—尼龙纤维混杂改性水泥基复合材料的力学性能研究

对碳纤维－尼龙纤维混杂改性水泥基复合材料研究表明，该方法是提高水泥基复合材料强度和韧性的最有效方法。进一步研究表明：在纤维总掺量较大情况下，水泥基复合材料中碳纤维－尼龙纤维混杂使抗弯强度，冲击性韧性呈负混杂效应，结合抗弯，抗拉条件下荷载－变形曲试验研究，作者对两种纤维混杂增强，增韧作用机理进行分析，认为：高弹纤维、低弹纤维各项参数相匹配及水泥基体改性可以获得更好的混杂改性效果。     

硅灰石增强铸型尼龙复合材料摩擦学行为研究

为了改善铸型(MC)尼龙的摩擦学性能,提出了一种硅灰石表面接枝MC尼龙的表面处理方法,并制备了表面接枝MC尼龙的硅灰石填充MC尼龙复合材料,测试了其力学和摩擦学性能.结果表明:表面接枝MC尼龙硅灰石填充MC尼龙与尼龙基体具有良好的结合界面,复合材料的硬度和拉伸强度分别提高了31%和26%,复合材料的拉伸断裂伸长率下降了68%.干摩擦条件下,MC尼龙复合材料的摩擦因数随硅灰石含量的增加而升高,5%质量分数硅灰石填充MC尼龙复合材料的摩擦因数达到0.5;水润滑条件下,硅灰石对MC尼龙摩擦因数影响较小,3种材料的摩擦因数均为0.18;2种试验条件下,填充硅灰石复合材料的磨损率显著降低,耐磨性能较纯MC尼龙分别提高了5倍和2倍.MC尼龙复合材料的磨损主要为磨粒和黏着磨损.     

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.     

碳纤维和尼龙纤维对TiAl合金型壳退让性的影响

为了改善TiAl合金精密铸造用氧化锆陶瓷型壳的退让性,利用电子万能试验机和扫描电子显微镜对添加不同含量碳纤维和尼龙纤维后的型壳退让性进行了测试.结果表明,添加少量碳纤维可以提高型壳湿强度并降低型壳室温和高温干强度,但当所添加碳纤维的质量分数达到10%后,会同时提高型壳的三种强度.当尼龙纤维的质量分数处于10%以内时,型壳三种强度均会降低.当碳纤维的质量分数达到5%时,型壳的湿强度和室温干强度可分别提高51. 9%和20. 7%,高温干强度降低8. 5%,同时改善了型壳的退让性并降低了铸件的裂纹倾向.     

碳纤维复合材料界面反应动力学分析

为研究碳纤维表面涂层在制备复合材料过程中是否发生界面反应,采用测量反应焓的方法分析不同升温速率下树脂和固化剂、树脂和上浆剂、上浆剂和固化剂等体系的反应情况．实验结果显示,Kissinger方法、Flynn-Wall-Ozawa方法和Crane方法求得的上浆剂和固化剂的系统活化能为47.25 kJ／mol,而树脂和固化剂的系统的活化能为49.64 kJ／mol．由此表明,碳纤维的表面涂层与固化剂是反应的,且碳纤维表面的涂层优先与固化剂发生反应．     

PA6超微化及PA6／PP／硅灰石复合材料制备新方法

采用粒度分析,透射电镜观察,分子量测定及力学性能测试等手段研究尼龙6（PA6）及与内烯接枝马来酸酐（PP－g-MAH)和硅灰石混合的PA6在碾磨力场作用下的结构及力学性能的变化,实现了PA6的超微化,使用碾磨共混所得的PA6／PP－g-MAH／硅灰石混合微粉制备一PA6／PP硅灰石复合材料,研究表明,在碾磨力场作用下,PA6分子链发生断裂,粒度减小,最小可以达到80nm,碾磨过程中聚合物和填料之间的分散和相互作用使PA6／PP／硅灰石复合材料的力学性能增加,其屈服强度最高达到57MPa.     

碳纤维复合材料周铣加工过程的数值模拟研究

为了对碳纤维铣削过程进行研究,建立了碳纤维复合材料三维周铣加工的有限元计算模型,并研究了切削层简化及材料去除等建模关键技术。通过将周铣力施加到碳纤维复合材料的有限元计算模型,研究了铣削力对碳纤维复合材料的周铣加工过程。通过数值模拟获得了碳纤维复合材料铣削过程中的应力分布情况,数值模拟为碳纤维复合材料切削参数及刀具参数优化研究提供了参考。     

Ablation of carbon carbon composite during re-entry

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尼龙12热稳定性研究

采用热失重（TG）、质谱-气相色谱（GC-MS）等方法研究了尼龙12的热降解动力学和热降解机理．尼龙12在N2中的热降解活化能很高,为322．9kJ／mol,热稳定性良好;在700℃高温下的裂解产物主要为环状单体十二内酰胺、环状二聚物及三聚物．探讨了尼龙12的热降解机理．     

碳纳米纤维／镍管复合材料的制备

采用化学镀法在化学纤维布表面覆盖均匀镍层,通过热处理去除基体后获得中空镍纤维管;将其置于化学气相沉积装置中,通过调整合适的氢气和甲烷流量比及气压条件制备了以中空微米镍纤维管为主体结构、碳纳米纤维（CNF）以及金属管体结构为存储介质的碳纳米纤维／镍管复合纤维材料．运用扫描电子显微镜（SEM）分析中空镍纤维及复合纤维管表面形貌,x射线衍射（XRD）对复合纤维管晶相组成进行表征．结果表明,利用模版法制备出的中空镍纤维管孔径在10μm左右,管壁厚约0．5μm;化学气相沉积制备过程中,当微波功率500W,氢气和甲烷流量比100：6,气压4．0kPa,沉积时间5min时,复合纤维管外壁和端口内壁均匀沉积长径比较大且直径均匀分布的碳纳米纤维,碳纤维直径约50nm;复合纤维成分为碳纳米纤维、镍和三镍化磷合金相,其中碳纳米纤维表现为石墨相．表面覆盖有碳纳米纤维的镍管复合材料,增加了材料自身的吸附存储和导电性能,可应用于多相催化、电容存储和电极材料等领域．     

应用碳纤维索的大跨度斜拉桥结构振动特性

应用考虑拉索局部振动影响的计算理论，对主跨为1.4 km的碳纤维索斜拉桥设计模型进行了结构振动特性分析。从振型、自振频率和振型能量分布等方面比较了碳纤维索和钢索对大跨度斜拉桥结构动力特性的影响以及发生索桥耦合振动的可能性。计算结果表明，轻量碳纤维索自振频率高，全桥的拉索第1阶频率分布在0.43～2.15 Hz，普遍高于桥梁主要振型的频率，发生索桥共振的可能性较小；自重大的钢索第1阶频率分布在0.16～0.79 Hz，覆盖了桥梁低阶振型的频率，在主要振型中出现了明显的索桥耦合振动现象。根据主要振型的能量比例分布，在竖弯振型中碳纤维索的振型能量比例略小于钢索，这有利于改善斜拉桥结构的振动问题。研究结果证明了碳纤维索在大跨度斜拉桥中具有很好的应用性能。     

预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁受弯性能试验

为研究钢-混凝土组合梁经预应力碳纤维板加固后的受弯性能,设计4根预应力碳纤维板加固试件和1根不加固的对比试件. 5根试件均为工字形钢-混凝土组合简支梁,采用四点弯曲静力加载.锚固装置为自主研发的装配式预应力碳纤维板锚固系统,碳纤维板与钢梁之间的锚固主要依靠端部锚具,并辅之以专用环氧胶的黏结作用.试验中考虑碳纤维板的加固量和预应力水平两种因素对加固效果的影响.结果表明:加载全过程截面应变基本符合平截面假定;增大碳纤维板的加固量能提高钢-混凝土组合梁的抗弯极限承载力;增大碳纤维板的预应力有助于提高钢-混凝土组合梁的屈服承载力,对结构抗弯刚度贡献有限;破坏阶段碳纤维板有断裂和剥离两种形式,其强度利用率可达到80%以上.所采用的锚固系统锚固力大、可靠度高,工程实用价值大;预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合梁,能有效提高结构的抗弯承载力,是一种补强效果很好的主动加固技术.