聚合物基复合材料动态拉伸力学性能研究进展

阐述了国内外对于纤维增强聚合物基复合材料动态拉伸力学性能的研究进展,主要包括：应变率相关和温度相关的宏观与细观统计本构理论,玻璃纤维和纤维束动态力学量之间的关系等。并介绍了旋转盘式杆杆型与反射式SHPB型实验装置。对目前复合材料力学性能研究中存在的问题提出了建议,并对其研究前景进行了展望。     

不同纳米材料填充聚四氟乙烯复合材料的力学性能

对四种不同纳米材料SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2填充PTFE复合材料进行了拉伸和硬度试验。结果表明,纳米Al2O3填充PTFE有比较好的力学性能,当Al2O3的质量分数为10%时,其综合性能最佳。纳米SiO2填充后,PTFE的脆性及硬度显著增大。     

短纤维－橡胶复合材料动态力学性能研究

研究了短纤维与基质的粘合水平及短纤维的取向、用量等因素对尼龙－天然橡胶和聚酯－氯丁橡胶复合材料的动态力学性能的影响．结果表明：橡胶中加入短纤维可使低温下损耗角正切减小，高温下损耗角正切增大；短纤维与基质粘合程度越高，短纤维取向度越高，填充量越大，则对复合材料的动态力学性能的贡献越大；用等效界面厚度来评价粘合水平有一定意义。     

BN/PTFE喷口复合材料力学性能及失效机理研究

系统研究了不同含量氮化硼(BN)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的拉伸强度及断面微观形貌,分析了冷压-烧结工艺成型过程中BN/PTFE复合材料各组分的变化规律,提出了该类材料断裂失效机理,指出添加BN会使PTFE材料出现结合不良的微观界面,破坏PTFE材料结构完整性,影响应力在复合材料内的有效传导,从而导致力学性能下...     

PTFE复合材料填料与性能

1前言PTFE（聚四氟乙烯）虽有“塑料王”之称，有优良的润滑性能，具有耐高低温和出色的化学稳定性等优点，但仍存在冷流变形大，耐磨性能差等缺点。只有改性，通过材料复合的方法，来满足工业部门某些领域对PTFE复合材料的特异性能要求。如果配方和制造方法正确，PTFE复合材料可以具有许多优良的综合性能和多种用途，这是单用PTFE、金属、无机物和有机物所不能得到的，也是其他复合材料所不能替代的，在工程应用中占有重要地位。目前市场上，PTFE复合时填料品种很多，已被研究过的填料有ZOO余种，但能满足使用要求的只不过3O余种…     

纳米氮化物填充PTFE复合材料的性能研究

对纳米AlN、Si3N4、TiN填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行了力学性能与摩擦磨损性能测试,研究了纳米粒子种类和含量对PTFE力学性能和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断面形貌进行观察,探讨了复合材料的相关机理。研究结果表明,纳米AlN、Si3N4、TiN的填充均能提高PTFE的硬度和耐磨性;PTFE纳米复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均有所下降,PTFE/TiN复合材料的降幅最小;3种纳米填料均使PTFE的冲击强度下降,PTFE/TiN和PTFE/Si3N4复合材料冲击强度的降幅较小;SEM分析表明,纳米TiN在PTFE基体中有较好的分散性,与PTFE基体界面结合较好,纳米AlN、Si3N4在PTFE基体中的分散性较差。     

PTFE填充PI基复合材料摩擦学性能

以聚四氟乙烯(PTFE)为填料,聚酰亚胺(PI)为基体,通过机械冷压法制备了聚酰亚胺/聚四氟乙烯(PI/PTFE)自润滑复合材料。研究了PTFE在复合材料中质量分数对该材料和金属试件对磨时摩擦学性能的影响。结果表明:在一定质量范围内PTFE的加入对于提高复合材料耐磨性具有积极的促进作用。当PTFE质量分数为30%时,PI/PTFE复合材料磨损率最低。和纯PI相比,填充PTFE的复合材料耐磨性提高3个数量级。对试件磨损形貌的分析表明:在对偶面形成转移膜的连续性直接影响PI/PTFE复合材料的摩擦磨损行为。对应最佳摩擦学性能时形成的自润滑转移膜更加连续、光滑和完整。     

聚四氟乙烯基纳米复合材料滑动轴承的研制

以聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、MoS_2、玻璃纤维、碳纤维和纳米Al_2O_3为原料制备了PTFE基纳米复合材料,研究了复合材料的力学性能,并用PTFE基复合材料制备了机械用滑动轴承,阐述了其设计要点、成型工艺。该复合材料轴承 PV值可达1.42～1.49 MPa·m/s,使用温度可达 230℃以上,实际应用效果良好。     

短纤维-橡胶复合材料动态力学性能研究

研究了短纤维与基质的粘合水平及短纤维的取向，用量等因素对尼龙－天然橡胶和聚酯－氯丁橡胶复合材料的动态力学性质的影响。结果表明：橡胶中加入短纤维可使低温下损耗角正切减小，高温下损耗角正切增大；短纤维与基质粘合程度越高，短纤维取向度越高，填充量越大，则对复合材料的动态力学性能的贡献越大，用等效界面厚度来评价粘合水平有一定意义。     

PVC基木塑复合材料力学性能的研究

利用胺类改性剂M处理木粉,研究了改性剂M和力学性能改性剂丙烯腈-苯乙烯共聚(物AS)的用量对聚氯乙(烯PVC)基复合材料力学性能的影响。结果表明:随着改性剂M用量的增加,复合材料的拉伸强度、无缺口冲击强度、弯曲强度以及弯曲模量都呈先上升后下降的趋势,且当M用量略大于2%时达到最大值;随着AS用量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量都呈逐渐上升的趋势,无缺口冲击强度呈逐渐下降的趋势到,8%时趋于平缓。     

玻璃微珠填充聚丙烯复合材料的动态力学性能

应用动态力学分析仪,于-150～100℃的范围内,考察了玻璃微珠填充聚丙烯中微珠含量及其表面处理对复合材料动态力学性能的影响 结果表明,当微珠的体积分数φ_f高于5％后,室温下的贮能模量E'_c和损耗模量E'明显地随着φ_f的增加而增大,而内耗Tanδ和玻璃化转变温度T_g则呈不规则变化。在较高的微珠含量下,经硅烷偶联利处理的微珠填充体系的E'_c稍高于未经表面处理的填充体系,而E'_c则相反。     

莫来石基陶瓷复合材料的力学性能

采用热压工艺制得致密的莫来石陶瓷和莫来石基陶瓷复合材料(ZTM、SiC晶须-莫来石、SiC晶须-ZTM)。通过引入SiC晶须或ZrO_2,使莫来石基陶瓷的力学性能有明显改善,SiC晶须和ZrO_2复合强韧则效果更为显著。组成为20vol.％SiC晶须-15vol.％ZrO_2-莫来石陶瓷材料,其室温及800℃的抗弯强度和断裂韧性分别为559MPa及425MPa,7.5MPa·m~(1/2)及7.4MPa·m~(1/2)。实验结果表明,莫来石基复合材料的相变增韧与晶须增韧机制的作用对韧性的贡献有良好的加和性。     

环氧树脂,酚醛树脂及其复合材料的动态力学表征

用动态力学方法对酚醛树脂和环氧树脂的固化行为进行了表征，讨论了纤维取向对碳纤维增强环氧树脂粘弹行为的影响。     

混杂纤维复合材料的力学性能研究

采用盐酸和乙酸对金属纤维表面进行活化处理后，使之与环氧树脂的粘结性大为改善。研究了玻璃纤维与金属网混杂增强环氧树脂复合材料的力学性能。     

溶剂对玻纤增强树脂基复合材料力学性能的影响

采用真空辅助树脂传递模塑工艺(VARTM)制备了玻纤增强酯树脂基复合材料,研究了不同化学溶剂对该复合材料力学性能的影响,利用扫描电镜(SEM)对复合材料的断口形貌进行了观察,并分析了其性能变化的原因。结果表明,该复合材料具有一定的抗腐蚀能力,在溶剂中浸泡180d后,其模量基本保持不变,由于界面结合减弱使复合材料强度约有5%~10%的下降,对其力学性能的变化规律没有影响,这为复合材料的工程应用提供了技术支持。     

碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能影响因素的研究

本文研究了碳纳米管在环氧树脂中的分散方式及碳纳米管长度对环氧树脂复合材料力学性能的影响,并对单壁与多壁碳纳米管分别制备的环氧树脂复合材料的力学性能进行了分析探讨。本实验条件如下:搅拌时间为8h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比1h时增加41%、22%和38%;超声波处理时间为4h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比处理1h时增加143%、30%和45%,但超声波处理时间不宜过长,否则会破坏碳纳米管表面,导致性能下降。短碳纳米管在环氧树脂中的分散性较好,对环氧树脂复合材料的增强效果较好。长碳纳米管对提高复合材料的韧性有利。与长度为50μm时相比,碳纳米管长度为2μm时制备的环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度高49.2%和45.3%,但断裂伸长率低33%。与单壁碳纳米管相比,多壁碳纳米管与环氧树脂的界面结合力更好,更适于做环氧树脂增韧材料。相同实验条件下多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的冲击强度、断裂伸长率和拉伸强度较单壁碳纳米管/环氧树脂复合材料可分别提高31%、24%和28%。     

DYNAMIC MECHANICAL STUDIES OF POLYURETHANE COMPOSITES FILLED WITH GLASS MICROFILLERS

Ceramic microspheres with unique composition and diameter, modified by different surface treatments, were blended with polyurethane (PU) in various proportions to improve the visco-elastic and mechanical properties of PU composites. Results of dynamic mechanical spectra indicate that the introduction of micro-beads H50, D32 and K37 into the PU network leads to the shift of glass transition temperature. Besides, the intensity of loss tanδ of PU composites decreased as a function of the filler's concentration, due to reduced concentration of polymer backbones. Both the shift of Tg as well as the changes of loss tanδ show that the introduction of microspheres not only creates physical bonding with PU but also causes steric effects due to the adsorption of N?H and C=O functional groups of PU on the filler surface. However, the introduction of various microfillers shows the composites to have different Young's modulus. This evidence shows that the rigidity and elasticity of polymer composite can be finely tuned by the introduction of various surface-treated microfillers as well as the amount of filler added.     

贝壳微粉改性EP复合材料的力学及摩擦学性能研究

以贝壳微粉为刚性填料,研究了硅烷偶联剂对贝壳微粉改性环氧树脂复合材料性能的影响。测试了该复合材料的力学、摩擦磨损等性能,利用扫描电子显微镜对其试样摩擦面和对偶环的形貌进行了观察。结果表明,偶联剂的加入优化了贝壳微粉在环氧树脂基体中的分散,有效地改善了材料的力学和摩擦学性能。     

影响炭／陶复合材料机械性能的因素

对影响炭／陶复合材料机械性能的诸因素，如气孔率、粘合剂种类及用量、焙烧温度、石墨用量等进行了实验研究。     

SiC_p－AlN复合材料力学性能及增韧机理研究

本研究表明ＳｉＣ颗粒尺寸及含量对ＳｉＣ_ｐ－ＡｌＮ复合材料力学性能有较大影响。通过工艺因素的控制，ＳｉＣ_ｐ－ＡｌＮ复合材料的抗弯强度可达５６９ＭＰａ，断裂韧性可达５．１４ＭＰａ·ｍ~（１／２）。另外，对复合材料的显微结构进行了观察，并分析了其增韧机理。