层间预熔温度对熔融沉积成型打印件力学性能的影响

以聚乳酸(PLA)为原料,通过对喷头装置进行改装,探究打印过程中,打印层预熔温度对垂直打印件层间结合强度及力学性能的影响。结果表明:随着预熔温度的升高,垂直打印件的最大拉伸强度呈先提高后降低的趋势,预熔温度为80℃时拉伸强度达到最大值,其平均强度可达到水平打印件的89.1%;而在无预热条件下,垂直打印件的力学性能只有水平打印件的66.9%。此外,通过对比实验发现,该层间预熔方式在提升打印件的层间结合强度方面优于传统的热处理方式。     

二维与三维机织复合材料的力学性能实验研究

通过对超厚三维正交机织复合材料及二维机织层合板分别进行拉伸和压缩实验，研究比较两复合材料刚度和强度特性的差异；研究发现无论是三维机织材料的拉、压，还是二维层合板的拉、压的应力一应变曲线都可近似为直线关系，而且具有脆性破坏的特点；三维复合材料的拉、压强度要高于二维层合板，是由于不同的增强相结构及纤维含量造成；不同的破坏模式对材料强度影响很大。     

三维机织复合材料力学性能分析与研究

通过对三维机织复合材料几何细观结构的研究,分析了三维机织复合材料的力学性能,采用椭圆形纤维束截面假设并结合实际的纱线形态建立了一种新的三维机织复合材料力学模型,对三维机织复合材料的拉伸、压缩和层间剪切强度进行了理论分析,并与实验结果进行了对比,验证了力学模型的正确性。     

聚乳酸/木粉3D打印复合材料的制备与性能研究

以杨木木粉和聚乳酸(PLA)为原料、甘油为增塑剂,采用熔融挤出和3D打印的方法制备了PLA/木粉3D打印复合材料,并研究了增塑剂用量对复合材料性能的影响。结果表明:增塑剂甘油的加入破坏了PLA的结晶结构,并在一定程度上提高了PLA/木粉复合材料两相间的界面相容性。复合材料的各项性能随甘油用量增加呈规律性变化,其中,复合材料的拉伸强度逐渐减小,断裂伸长率先增大后减小,热稳定性小幅降低,而吸水率则逐渐增大。     

Effects of Thermal Aging on the Mechanical Properties of a Porous-Matrix Ceramic Composite

The present article focuses on changes in the mechanical properties of an all-oxide fiber-reinforced composite following long-term exposure (1000 h) at temperatures of 1000–1200°C in air. The composite of interest derives its damage tolerance from a highly porous matrix, precluding the need for an interphase at the fiber–matrix boundary. The key issue involves the stability of the porosity against densification and the associated implications for long-term durability of the composite at elevated temperatures. For this purpose, comparisons are made in the tensile properties and fracture characteristics of a 2D woven fiber composite both along the fiber direction and at 45° to the fiber axes before and after the aging treatments. Additionally, changes in the state of the matrix are probed through measurements of matrix hardness by Vickers indentation and through the determination of the matrix Young's modulus, using the measured composite moduli coupled with classical laminate theory. The study reveals that, despite evidence of some strengthening of the matrix and the fiber–matrix interfaces during aging, the key tensile properties in the 0°/90° orientation, including strength and failure strain, are unchanged. This strengthening is manifested to a more significant extent in the composite properties in the ±45° orientation, wherein the modulus and the tensile strength each exhibit a twofold increase after the 1200°C aging treatment. It also results in a change in the failure mechanism, from one involving predominantly matrix damage and interply delamination to one which is dominated by fiber fracture. Additionally, salient changes in the mechanical response beyond the maximum load suggest the existence of an optimum matrix strength at which the fracture energy in the ±45° orientation attains a maximum. The implications for long-term durability of this class of composite are discussed.     

三维编织复合材料的细观结构与力学性能

归纳、梳理了三维编织复合材料细观结构表征方面较有代表性的单胞模型,分析、比较各结构模型的优缺点,从理论分析与试验测试两方面总结三维编织复合材料刚度和强度性能的研究成果与进展,探讨了细观结构表征与力学性能预报中存在的主要问题,并展望今后的研究重点与发展方向。     

热空气老化对丁基橡胶交联密度和力学性能的影响

采用热空气老化试验机研究了丁基橡胶（IIR）的老化行为,获得了不同老化温度和老化时间对IIR交联密度和力学性能的影响规律。结果表明,随着老化时间的延长,IIR硫化胶的交联密度先增大后减小,并随老化温度的升高变化幅度较为明显。拉伸强度、定伸应力和硬度均出现类似变化规律,而拉断伸长率先迅速下降后逐渐趋于平缓。     

表面改性处理对EP/BN复合材料导热及力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550对氮化硼(BN)进行表面改性,并对改性的BN进行了X射线光电子能谱分析(XPS),考察了BN表面改性对EP/BN绝缘导热复合材料导热性能和力学性能的影响。结果表明:添加适量的偶联剂能够提高EP/BN复合材料的热导率,但是随着添加偶联剂用量的增加,复合材料的导热性能逐渐下降;另外,由表面改性BN制备的复合材料,其拉伸强度明显低于其他EP/BN复合材料。     

Compatibilization Effects of PE-g-MA on Mechanical,Thermal and Swelling Properties of High Density Polyethylene/Natural Rubber/Thermoplastic Tapioca Starch Blends

Effect of polyethylene grafted maleic anhydride (PE-g-MA) on mechanical, thermal and swelling characteristic of high density polyethylene (HDPE)/natural rubber (NR)/thermoplastic tapioca starch (TPS) blends were studied. The measurements from differential scanning calorimetric (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) and thermogravimetric analysis (TGA), proved the effectiveness of PE-g-MA as compatibilizer in improving the miscibility between HDPE/NR – TPS blends. A decrement in crystallinity index was found after adding PE-g-MA. It is due to restriction in mobility of the HDPE chains. In the presence of PE-g-MA, the blends have better thermal stability. On top of that, the storage modulus which is reflected to the blend stiffness also increased as indicated the improvement in HDPE/NR – TPS interaction.     

PHET/PF原位复合材料力学、动态力学和热性能研究

自行合成了端羟基的热致性聚酯液晶(PHET),采用原位复合的方法制备了热致性聚酯液晶(PHET)/酚醛树脂(PF)原位复合材料,研究了PHET的用量对PHET/PF原位复合材料的冲击强度、弯曲强度、动态力学性能、热性能等的影响。结果表明,PHET的加入可以提高PHET/PF原位复合材料的力学性能、动态力学性能和热性能,当PHET质量分数为7.5%时,原位复合材料的冲击强度、弯曲强度和玻璃化转变温度(Tg)分别提高了44.69%、44.68%和22.9℃。在200℃时,PHET/PF共混物中液晶丝状织态结构明显且分布连续。     

PVA-g-PU热性能与力学性能的研究

采用异氰酸根封端的聚氨酯(PU)来接枝改性聚乙烯醇(PVA)。傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、热失重分析仪(TGA)等测试结果表明,PU通过甲苯二异氰酸酯(TDI)与PVA发生了接枝反应;改性PVA的结晶性能降低,熔点下降;接枝PU能明显提高PVA的耐热性能及韧性。     

PVC木塑发泡复合材料的力学性能和密度

通过挤出、注塑成型工艺对聚氯乙烯/木粉木塑发泡制品的密度和力学性能进行研究,分析发泡剂、聚丙烯酸酯、发泡助剂及木粉粒径对复合材料的影响。由研究结果可知:有机AC发泡剂与无机发泡剂碳酸氢钠的耦合提高了发泡能力,但降低了力学性能。聚丙烯酸酯ACR质量分数为5%时或发泡助剂氧化锌质量分数为0.1%时,在改善制品密度的同时提高了其力学性能,但氧化锌的发泡效果更好些。当木粉粒径为80~100目时,密度较大,弯曲强度和拉伸强度出现最大值。     

氧化镧和短玻纤填充对ABS热性能与机械性能的影响

研究通过开炼机辊压加工的方法将短玻纤(Glass-Fiber,GF)和氧化镧(La2O3)与原料ABS树脂共混,通过热性能和物理机械性能的测试表征研究了短玻纤所形成的搭接结构对ABS树脂性能的影响。测试结果表明:GF添加量升高,其50%热失重温度(T50%)较纯ABS最大会有8℃的提高,拉伸强度和冲击强度均呈逐步下降的趋势。在ABS/GF共混物中加入La2O3后其热性能和物理性能均有所下降。采用扫描电镜分析了GF在ABS中的分散情况,证明了GF的搭接方式和相容性对力学性能影响较大。     

粉煤灰空心玻璃微珠对HDPE的力学性能和热稳定性的影响

研究了粉煤灰空心玻璃微珠（HGB）粒径对高密度聚乙烯（HDPE）力学性能的影响。结果表明：粒径小的HGB填充HDPE具有较高的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击强度,而且HGB的加入对HDPE的热稳定性影响不明显。     

MA对PPC/CaCO3复合材料力学性能和热稳定性的影响

采用熔融共混法制备马来酸酐(MA)封端的聚碳酸亚丙酯/碳酸钙(PPC-MA/CaCO3)复合材料,讨论纳米碳酸钙(nano-CaCO3)和重质碳酸钙(heavy-CaCO3)这2种填料对PPC/CaCO3复合材料的增强作用和热稳定性的影响。结果表明:nano-CaCO3能够显著提高复合材料的拉伸强度和弯曲强度,而heavy-CaCO3对PPC/CaCO3复合材料有较强的增韧作用。用MA封端剂提高了PPC/CaCO3复合材料的力学性能。SEM显示MA能改善CaCO3填料与PPC基体的界面相容性。热重分析结果说明添加2种CaCO3都使复合材料的热分解温度有不同程度的降低,heavy-CaCO3复合材料的热稳定性比nano-CaCO3复合材料好。     

不同烧结法对3Y-TZP陶瓷力学性能的影响

本文研究了低温烧结含3mol%氧化钇的四方多晶氧化锆(3Y-TZP)的烧结性能和力学性能,以及进行热等静压(HIP)后其力学性能的变化。成形后的3Y-TZP在常压、1300～1450℃温度下进行烧结。由于该粉料有很高的烧结活性,在1300℃低温烧成下就可获得相对密度大于94%的烧结体;在1350℃烧成温度下3Y-TZP获得了最佳的力学性能。其断裂韧性(KIC)和维氏硬度(HV)分别达到18.7MPa.m1/2和13.7GPa,其中应力诱导相变是其主要的增韧机理。对低温烧成的3Y-TZP陶瓷进行热等静压烧结后发现,HIP增大3Y-TZP陶瓷HV的作用显著,可使其增至14.3GPa。     

原位复合EVOH-SO_3Li/SiO_2电纺锂离子电池隔膜的力、热学性能研究

首先合成了EVOH-SO_3Li接枝聚合物,然后采用原位复合技术,使纳米SiO_2在EVOH-SO_3Li溶液中原位生成,最后静电纺丝制备了EVOH-SO_3Li/SiO_2复合隔膜。用拉伸强度来对锂离子电池隔膜的力学性性能进行表征,并且研究不同含量的SiO_2对力、热性能的影响。结果表明SiO_2含量为2%(wt)时,复合隔膜的拉伸强度为2.36MPa。复合隔膜的熔点、熔融焓、初始分解温度都有一定程度的提高。     

改善建筑陶瓷墙地砖强度和导热性能的试验研究

以粘土、煅烧高岭土、长石、锂辉石和煅烧氧化铝等为原料,采用半干压法压制成型,在1210～1220℃温度范围内烧成,研制了具有较高体积密度、抗压强度和导热系数的新型陶瓷墙地砖。实验研究结果表明,通过优化现有陶瓷墙地砖的工艺配方,改善陶瓷墙地砖微观结构,有利于降低陶瓷墙地砖的气孔率,提高陶瓷墙地砖的致密度和刚玉-莫来石相含量,可获得导热系数为2.0～2.4W/(m.K)、断裂模数为51～57MPa的新型陶瓷墙地砖。     

浸润剂的制备及对3D打印产品力学性能的影响

以环氧树脂和丙烯酸酯类单体为主要原料制备了两种用于3D打印产品的浸润剂。用两种浸润剂和石蜡对3D打印的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)试样进行了处理,研究了浸润剂对PMMA力学性能的影响。结果表明,反应型浸润剂对选择性激光烧结和喷墨砂型打印的产品有明显的增强作用,环氧浸润剂处理的产品经后处理后力学性能优于丙烯酸浸润剂处理的产品,黏度对环氧浸润剂的增强效果有较大影响。