连续纤维增强PPESK树脂基复合材料的界面性能

用SEM观察了复合材料的微观断面结构,用横向拉伸强度和层间剪切强度表征玻璃纤维(GF)、T700碳纤维(CF)、芳纶纤维(F-12)增强PPESK树脂基复合材料的界面性能,研究了界面性能对三种复合材料耐湿热性能的影响.结果表明,T700/PPESK和F-12/PPESK复合材料的界面粘接性能均优于GF/PPESK复合体系.三种纤维复合材料的破坏机理不同:玻璃纤维发生纤维与树脂的界面脱粘破坏,碳纤维复合材料在破坏时,树脂与纤维并没有完全脱粘,破坏发生在树脂内;而芳纶纤维复合材料的破坏总伴随着纤维本身横向的撕裂破坏.三种复合材料体系均具有较低的吸湿率和良好的耐湿热性能,T700/PPESK复合材料在湿热条件下的性能保持率最高.     

连续纤维增强陶瓷基复合材料概述

八十年代以来，连续纤维增强陶瓷基得合材料以其优异的性能特别是高韧性，得到世界各国的极大关注和高度重视，并取得令人瞩目的发展。纤维增强陶瓷基复合材料已开始在航空、航天、国防等领域得到应用。本文从复合材料的增韧机制、制备方法、界面特性和界面改性以及应用等方面综述了国内外有关连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究现状。     

纤维增强复合材料中纤维的界面分离

提出了一种解析模型来预测由纤维剥离导致断裂时纤维增强复合材料的极限抗拉强度。解析分析是基于在出现纤维－基质界面处的破裂时断裂力学中的顺从方法。在下面假设的基础上建立模型：基质与纤维都表现弹性，且远离基质－纤维界面的区域处的基质应变等于复合材料应变。此外，假定纤维与基质间存在完全粘合且断面是无附着的。证明了对于存在或不存在界面破裂的情况，可获得纤维增强复合材料的分离应变能量释放率，提供了数值例子，且     

界面相多重开裂对纤维强度的影响

当纤维表面的界面相(如涂层)较脆时,纤维发生断裂之前界面相一般会发生多重开裂的损伤,这种损伤裂纹垂直于纤维轴向,故能导致纤维强度下降.本文以四相(纤维,界面相,基体,复合材料)圆柱体模型为基础,并假设界面脱粘后不再传递剪应力.首先用剪切滞后理论求得了界面相发生多重开裂后,纤维、界面相中的应力集中系数,以及界面上的剪应力,并同时考虑了纤维与界面相间界面部分脱粘的影响;然后,假设纤维强度统计特性用Weibull分布函数表示,从而根据界面相多重开裂在纤维中引起的应力集中系数K_f得到广纤维破坏概率的变化.最后利用界面脱粘区的大小,定性研究了界面剪切强度τ0对纤维强度的影响,结果表明:存在一个最佳的界面剪切强度τ0,使界面相多重开裂对纤维强度的影响最小.     

非连续增强金属基复合材料界面微结构研究

非连续增强金属基复合材料是金属基复合材料中最有工业应用前景的新材料,其中界面微结构是决定复合材料性能的关键。着重研究了SiCp原始态和氧化处理态以及Al_2O_3p等增强体在挤压铸造和搅拌铸造复合条件下,与不同的铝基和锌基合金复合后的界面微观结构特征。研究结果表明,氧化后的SiCp与基体界面的SiO_2层在电子束辐照下,将由晶态转变为非晶态,从而圆满解释了以往存在的X射线分析结果与电子衍射分析结果的矛盾。研究氧化后的SiCp与铝基体复合后的界面行为发现,对于纯铝基体,SiO_2层的形成有利于界面强度的增大,并发现在SiO_2层中存在铝元素的浓度梯度,较好地解释了由于扩散结合使界面得到加强的结果,而对于Ly12基体,由于表面的SiO_2层与基体中的镁反应生成MgAl_2O_4,使基体中含镁的强化相明显减少,削弱了时效强化的效果,使复合材料强度反而降低。 对搅拌铸造法制备的Al-Mg基复合材料,分别观察了不同增强体的界面反应产物和存在的界面取向关系,并探讨了其反应机制。最后,对SiCw增强的锌基复合材料的固态反应动力学和微观结构进行了研究,观察了晶须与基体之间的结合状态。     

纤维增强聚合物基复合材料的界面性能

针对纤维增强聚合物基复合材料的界面性能，系统阐述了其界面层的结构和作用机理，详细介绍了界面结晶效应对力学性能的影响及界面性能的表征方法，最后论述了几种有效的纤维表面改性方法及改性效果。     

云母和纤维组合增强聚丙烯复合材料Ⅱ.界面性能研究

用单丝拔出法测定了云母和纤维组俣增强聚丙烯合材料中纤维与基体之间的界面结合强度，测定了云母和纤维组合增强聚丙烯复合材料的结晶温度，动态储存模量和线膨胀系数，并计算了纤维因基体体积收缩而形成的径向热残余压缩应力和基体与纤维之间的摩擦系数，研究了云母对纤维和基体界面性能的影响，结果表明，云母的加入使纤维受到的残余应力增加，摩擦系数显著下降，导致基体与纤维界面的结合强度随云母含量的增加先上升后下降。     

界面相性态对纤维增强复合材料内应力传递的影响

本文用有限元方法,计算分析了办面相性态对纤维增强复合材料内纤维与机体的界面间应力传递的影响。分析结果表明,界面刚度系数是纤维增强复合材料内纤维与机体的界面间应力传递的主要影响因素。     

纤维增强热塑性树脂基复合材料界面研究进展

纤维增强热塑性树脂基复合材料具有优良的耐化学药品性、生产周期短、可二次加工等特点,克服了热固性树脂基复合材料韧性差,断裂延伸率低,易发生早期应力开裂等缺点,可在使用环境苛刻,承载能力要求高的场合得到应用.本文从复合材料界面设计思想入手,评述了纤维/热塑性复合材料界面的最新研究进展,并结合剪滞法对微复合材料的界面测试方法进行了分析讨论.     

碳/铝复合材料界面结合强度对拉伸性能的影响

本文主要研究C/Al复合材料先驱丝的界面结合强度的表征方法以及界面结合状态对复合材料拉伸性能的影响.用自行研制的小型剪切试验机测定复合材料先驱丝的纵向剪切强度,通过计算得到复合材料界面处的剪切强度以此作为界面结合强度的定量表征方法.实验证明,不同界面结合强度的复合丝在宏观上表现出有不同纵向剪切强度值,复合材料的界面结合强度可以用界面剪切强度值定量描述.复合材料拉伸强度随界面强度提高而减少,在满足复合材料横向强度要求前提下,降低复合材料界面结合有利于提高拉伸强度.     

纤维增强复合材料界面疲劳裂纹扩展的模拟研究

脱粘是纤维增强复合材料界面裂纹扩展的主要表现形式.基于剪切筒模型和常用的实验加载方式,研究了纤维增强复合材料中纤维与基体界面在拉-拉循环荷载作用下的裂纹扩展.借助描述疲劳裂纹扩展的Paris公式,得到了疲劳裂纹扩展速率、扩展长度以及界面上摩擦系数与加载次数的关系.在分析中,考虑了疲劳加载引起的脱粘界面的损伤及损伤分布的不均匀性,同时还考虑了材料的泊松效应.     

界面监测系统对复合材料界面最佳性能的评价

本文采用自行建立的纤维增强复合材料界面监测系统研究了纤维/树脂基体间的界面强度及其与复合材料力学性能的关系。结果表明,界面剪切强度是决定复合材料层间剪切强度与断裂韧性的一个关键的临界参数。     

PP/GF复合材料横晶结构对界面剪切强度的影响EI

利用单纤维断裂实验方法 ,测试了聚丙烯 (PP) /玻璃纤维 (GF)单纤维复合材料的界面剪切强度 ,研究了 PP/GF单纤维复合材料体系中 ,横晶结构对界面剪切强度的影响。结果表明 ,随着横晶结构的完善 ,界面剪切强度下降 ,当结晶时间较长时 (如长于 10 m in) ,存在横晶结构试样的界面剪切强度下降的幅度大于不存在横晶结构的试样 。     

界面结合强度对C/Cu 复合材料热膨胀性能的影响

本文通过在C/C u 复合材料的Cu 基体中添加不同的合金元素(Sn,Ni, Fe) 获得不同的界面结合强度, 研究了界面结合强度对C/C u 复合材料热膨胀特性的影响规律, 并分析了界面结合强度对降温过程中复合材料的收缩特性及残余应变的影响。      

双材料界面端附近奇异应力场消除几何条件研究

基于Bogy特征值方程,分析了消除界面端奇异应力场的几何条件,给出了平面应力和平面应变条件下的接合角组合曲线.应用有限单元法对上述结果进行了验证,并对消除应力奇异性后的界面应力进行了分析与讨论;结果表明:采用刚好使奇异性消失的接合角会获得最均匀的界面应力分布.     

界面对三维编织复合材料的吸湿行为的影响

研究了不同界面结合状况的三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的吸湿行为，通过对炭纤维表面氧化处理提高了复合材料的界面结合强度。对复合材料的断口和吸湿复合材料的表现形貌进行了SEM观察。结果表明，吸湿过程满足Fick扩散；强界面结合抑制了三维编织复合材料吸湿，降低了水的扩散系数。     

界面对MMA－St透光复合材料光学性能的影响

采用不同偶联剂处理玻璃纤维以制备纤维增强甲基丙烯酸甲酯－苯乙烯共聚物透光复合材料。在仔细匹配增强材料与基体之间折光指数的前提下，研究几种不同偶联剂对复合材料的界面以及透光率的影响。对单向纤维、玻纤毡和方格布等不同排列形式纤维增强的复合材料透光性能亦作出比较，实验结果表明，复合材料界面状态。粘结以及与界面相关的纤维排列方式对透光复合材料的透光率均产生影响。     

基于界面元法的改进压力集中型锚索作用分析

传统压力集中型锚索在工作中承压板下面的水泥芯柱易被压坏,从而会导致锚索失稳,为此提出了改进的压力集中型锚索。针对这种新型预应力锚索,基于不连续介质力学的界面元法建立了精细模型。在模型中,模拟了水泥浆芯柱、外部岩土体和不同介质交界面等材料的特性,考虑了岩土体和水泥浆芯柱的弹塑性及开裂效应等非线性力学行为。通过典型问题的计算分析,得到了各种情况下预应力锚索各介质的应力值,较为全面地分析了这种新型预应力锚索的受力特征和加固效应,得到了一些有益的认识。研究结果表明:该文所建立的方法可以考虑预应力锚索中各种介质的不连续变形特征,能够较好反映预应力锚索体中各种介质之间的相互作用效应,是进行加锚岩体数值仿真和加锚作用机理研究的一种有效方法。     

复合材料的界面强度及测定方法

研制出一种显微脱粘法界面强度的测定仪，在０－０．９８Ｎ范围内可以匀速连续加载，精度为０．９８ｍＮ。用它测定了Ｎｉｃａｌｏｎ ＳｉＣ纤维增强７７４０硅硼酸盐玻璃复合材料的界面强度，研究了纤维直径，相邻纤维间距对界面强度和界面强度对复合材料断裂韧性的影响。