CFRP复合材料层间剪切强度的单模态Weibull分布

本文使用经典的Weibull分布理论研究了表面处理对碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)层间剪切强度的影响,并用极大似然法对函数进行参数估计。分布函数在双对数坐标系中为直线,理论分析与实践结果发生偏离,这在某种程度上反映了最弱连接理论的局限性。碳纤维(CF)经表面处理后,CFRP的层间剪切强度提高约50％,Weibull模数增加一倍多,变异系数有所下降。     

芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能研究

为了改善芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能,从树脂基体入手,依据相似相容原理和芳纶的结构特点,合成出新型热固性树脂(AFR–T)用作芳纶复合材料的基体,以未经表面处理的芳纶作增强材料,采用热压成型法制备了AFR–T/芳纶纤维复合材料,并通过测定溶度参数、接触角、线膨胀系数、层间剪切强度(ILSS)和横向拉伸强度等方法研究了复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR–T树脂浇注体与芳纶的溶度参数相近,AFR–T树脂溶液在芳纶纸表面的接触角为36.9°,小于环氧树脂(EP)溶液与芳纶纸的接触角(53.2°),说明AFR–T树脂对芳纶的浸润性优于EP;AFR–T/芳纶纤维复合材料的ILSS和横向拉伸强度为73.0 MPa和25.3 MPa,分别比EP/芳纶纤维复合材料提高了25.9%和32.5%,这表明AFR–T树脂与芳纶纤维之间的浸润性和界面粘结性能较好。     

工艺条件对沥青炭纤维/ABS树脂复合材料导电性及力学性能的影响

研究了单螺杆挤出机挤出温度及螺杆转速对沥青炭纤维填充ＡＢＳ树脂复合材料导电性及力学性能的影响。结果表明,纤维经挤出后,纤维长度有不同程度的降低,长径比减小,随着挤出的升高及螺杆转速的降低,纤维长径比增大,挤出条件对复合材料电性能及力学性能的影响主要可归结为长径比对材料的影响,随着长径比增加,复合材料的导电性及拉伸强度均有增大。此外,复合材料导电性及拉伸强度随复合材料中纤维填加量的增多而增大。     

Al_2O_3涂层对炭纤维增强复合材料力学性能的影响

利用溶胶—凝胶方法在炭纤维表面涂覆了一层 Al2 O3 。发现该涂层厚度适当时 ,不仅对炭纤维有化学保护作用 ,而且会使炭纤维与基体之间有适当结合 ,从而使该复合材料力学性能得到提高。室温抗折强度和断裂韧性分别达到 1 1 2 0 MPa和 1 9.30 MPam1 / 2 。用 XRD和 SEM测试手段解释了这一结果     

短切炭纤维增强热塑性树脂—PA1010复合材料的研究

本工作采用熔融混料热模压成型工艺制备短切炭纤维增强热塑性树脂SCFR-TP—PA1010复合材料。着重研究了复合材料的各种力学性能、热性能及CF与基体间的界面状态、CF含量、复合工艺对材料性能的影响以及CF经表面处理后其性能及复合材料层间剪切强度ILSS的变化。并对复合材料剪切断裂机制进行了初步探讨。我们发现复合材料中CF的增强作用明显,CF含量以20～30％(重量)为最佳。CF经氧化处理后,强度和模量均有所降低,但纤维与基体的粘结作用增强。电聚合涂层处理则随单体——溶剂——电解质体系的不同而有不同结果。复合材料浸水后ILSS降低,虽经干燥处理亦不能完全恢复。剪切断口电镜分析发现剪切断裂有三种方式,其主要机制是微裂纹的扩展导致界面脱胶和基体开裂。     

炭纤维增强橡胶复合材料性能研究

利用湿法混炼工艺制备出炭纤维 /橡胶复合材料,研究了炭纤维对橡胶性能的影响。结果表明：炭纤维的加入能提高橡胶的硬度、耐热性及耐油性,但橡胶的扯断强度有所下降。     

Al2O3涂层对炭纤维增强复合材料力学性能的影响

利用溶胶＝凝胶方法在炭纤维表面涂覆了一层Ａｌ２Ｏ３。发现该涂层厚度适当时,不仅对炭纤维有化学保护作用,而且会使炭纤维与其体之间有适当结合。从而使复合材料力学性能得到提高。室温抗折强度和断裂韧性分别达到１１２０ＭＰａ和１９．３０ＭＰａｍ＾１／２。用ＸＲＤ和ＳＥＭ测试手段解释了这一结果。     

铺层结构对树脂基复合材料层间剪切强度影响的研究

主要目的在于利用双切口剪切强度试验法验证手糊成型的玻璃钢层合板铺层顺序以及单向布的相对体积含量对层间剪切强度的影响。实验中六种玻璃钢层合板的铺层方式分别为(UF)_5、(UF,CSM,UF,CSM,UF)、(CSM,UF,CSM,UF,CSM)、(UF,CSM,CSM,CSM,UF)、(CSM,UF,UF,CSM,CSM)、(CSM)_5。单向布相对体积含量依次为100%、60%、40%、40%、40%、0%。通过实验结论发现,单向布相对体积含量对层合板层间剪切强度影响较大,其中铺层方式为(UF)5的层合板通过双切口法得到的层间剪切强度高达40.768 MPa,而铺层方式为(CSM)_5的层合板在双切口法中所测得的层间剪切强度却只有15.867 MPa。相对而言,铺层顺序对层合板的层间剪切强度影响相对较小。同时利用数理统计方法"秩和检验法"对大量实验数据进行了离散性分析,结果表明,在同一种铺层方式下,尽管因为不同失效形式导致数据具有较大的离散性,但这些数据仍然可以作为一个整体进行分析。     

炭纤维增强复合材料振动性能研究进展

炭纤维增强复合材料的固有频率和阻尼特性受复合材料的组织结构和使用环境的影响。针对炭纤维增强树脂基和炭基复合材料的固有频率和阻尼特性的研究进展进行了系统论述,详细介绍了纤维、基体、纤维/基体的界面及温度对炭纤维增强树脂基和炭基复合材料固有频率和阻尼特性的影响。     

CF/UHMWPEF混杂复合材料的力学性能研究

本文对不同铺层方式的碳纤维(CF)和高强聚乙烯纤维(UHMWPEF)混杂复合材料的力学性能进行测试,同时对UHMWPEF表面处理前后的混杂复合材料性能进行了比较。实验结果表明,经表面处理的UHMWPEF与碳纤维以(CF)0/(CF)0/(UHMWPEF)/(CF)0/(CF)0方式进行层间混杂时,其复合材料的力学性能较好。     

陶瓷材料Weibull模数最小二乘估计值的统计性质

借助于ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ数值模拟技术研究了陶瓷材料Ｗｅｉｂｕｌｌ模数最小二乘估计值的统计性质，发现强度测试值样本容量Ｎ处于１０～１００这一较宽的范围内时，Ｗｅｉｂｕｌｌ模数估计值服从对数正态分布，而不是正态分布。     

空气氧化法对CFRP力学性能的影响

讨论了炭纤维经瞬时高温空气氧化法表面处理后，炭纤维增强树脂基复合材料的力学性能。特别是层间剪切强度的变化情况。结果表明瞬时高温空气氧化法表面处理能提高ＣＦＲＰ的界面粘结强度，其ＩＬＳＳ随空气氧化温度提高而提高。虽然ＩＬＳＳ也能提高到９０ＭＰａ以上，但同时增加了复合材料的脆性炭纤维抗位强度也会严重下降。     

CFRP复合材料层间剪切强度的双模态Weibull分布研究

本文用极大似然法对双模态Ｗｅｉｂｕｌｌ分布进行参数估计。双模态Ｗｅｉｂｕｌｌ分布函数在双对数坐标系中为曲线，比单模态Ｗｅｉｂｕｌｌ分布能更好地反映实验结果。其分布密度出现两个峰值，说明材料中两种类型的缺陷引起界面脱落破坏。碳纤维经表面处理前后引起的变化主要是层间剪切强度和ｍｉ值的提高。     

纤维分布不均匀的层压板表征与弯曲性能研究

基于MATLAB图像处理技术,本文开发了用于测定复合材料纤维分布状态的计算机图像处理程序。以T300/BMP316复合材料为对象,采用三点弯曲法研究了纤维分布均匀性对复合材料弯曲性能的影响,用有限元方法分析了纤维分布不均匀的复合材料弯曲变形时的应力分布,提出了运用抗弯系数R评价其性能。结果表明,基于MATLAB图象处理技术可快速准确地测定纤维增强复合材料的纤维密实指数,确定纤维的分布状态。纤维分布不均的T300/BMP316复合材料弯曲性能受纤维分布方式和载荷方向的影响极大,抗弯系数R反映了纤维分布与性能的关系。     

植物纤维/水泥复合材料力学性能研究

本文给出了几种一年生植物纤维／水泥复合材料的基本力学性能测试数据,并了植物纤维种类及植物纤维含量对材料性能的影响。     

用Weibull统计方法来评价上浆对炭纤维强度的影响

炭纤维属于脆性材料,其拉伸强度具有分散性,基本服从Weibull统计分布。本文采用这种方法对未上浆与上浆炭纤维的拉伸强度数据进行分析,说明上浆可使炭纤维的拉伸强度提高,分散性减小。     

窄分子量分布聚甲基丙烯酸乙酯的合成及表征

利用阴离子聚合反应制备了窄分子量分布的聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA),通过傅立叶红外光谱、核磁共振谱、凝胶渗透色谱等谱学手段对其进行了表征,探讨了引发剂的结构、添加剂(LiCl、LiCIO4)等对PEMA分子量的影响,采用差示扫描量热法测定了PEMA的玻璃化转变温度。     

MoS2的分布形态对电刷性能的影响

MoS2通常以二种分布形态存在于电刷制品中，且不同的分布形态对电刷性能有着不同的影响。     

结构陶瓷弯曲强度的Weibull统计实验研究

本文在强度统计方法的Weibull模数估计及试样数量优化研究基础上,对氧化铝陶瓷进行了弯曲强度统计的大子样模拟母体试验,同时也对碳化硅、氮化硅、氧化铅增韧氧化铝等典型结构陶瓷进行了实验研究。实验结果表明,利用无偏极大似然估计的理论结果及置信度和相对误差双参数可以明确材料强度及其强度统计数据的精度。