基于PVA纤维-基体界面性能分析水泥基材料的弯曲性能

通过调整水胶比形成三种配比的聚乙烯醇纤维增强水泥基材料(PFRCC),应用单纤维拔出试验测定了PVA纤维-水泥基体界面参数(化学脱粘能Gd和摩擦粘结强度τ0),发现水胶比增加,界面性能参数Gd、τ0均降低;应用三点弯曲试验获得了材料的弯曲韧度和强度,基于PVA纤维-基体界面性能分析,并结合断裂面处PVA纤维宏观影像和微观的扫描电镜(SEM)影像,研究了界面性能对材料弯曲性能的影响。结果表明:低水胶比下由于裂缝处高的应力和界面处纤维与水泥基体高的化学粘结力使大量桥接裂缝的纤维瞬间断裂而失效,导致材料的弯曲韧度和从开裂到弯曲材料强度的增幅较小;中水胶比下裂缝处纤维脱粘后滑动并受摩擦粘结强度作用被严重刮削;高水胶比下裂缝处大量纤维由于界面处低的化学粘结力被拔出,而且拔出的纤维在滑动过程中由于低的摩擦粘结强度被轻微刮削,故桥接裂缝的纤维经历长的滑动,宏观上呈现出高的弯曲挠度特征,因而材料的弯曲韧度和强度的增加幅度显著提高。     

阻燃黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的紫外老化性能

利用聚酯纤维的皮芯结构实现黏接制备了黄麻纤维/聚酯纤维复合材料,通过磷系复配阻燃剂对黄麻纤维/聚酯纤维进行阻燃处理,应用紫外光辐照对复合材料进行加速老化,表征了复合材料老化过程中的力学性能及微观形貌。结果发现,复合材料的拉伸强度和拉伸模量在紫外光照射的前10 d逐渐上升,之后逐渐下降;阻燃黄麻纤维/聚酯纤维复合无纺布的拉伸强度和拉伸模量比未阻燃处理的复合无纺布的更高,但紫外照射10 d后,阻燃复合无纺布的力学性能下降速度比未阻燃的复合无纺布更快。微观形貌结果显示,老化过程中,黄麻纤维结构逐渐变得疏松、产生了横向裂纹;聚酯纤维出现大量横向裂纹。阻燃处理加速了黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的老化。     

碳/碳复合材料纤维束/基体界面强度的表征

为了获得准确表征纤维束界面强度的方法,对影响纤维束界面强度的因素进行了研究.通过顶出方法对纤维束界面强度进行表征,利用SEM和Micro-CT研究了纤维束界面层微结构对纤维束界面强度的影响,并通过有限元分析方法对纤维束界面的断裂行为进行分析.结果表明：在纤维束界面层含有不同程度的脱粘和裂纹缺陷结构,影响了纤维束的界面强...     

碳纤维对超细水泥基体的增强作用

碳纤维对超细水泥基体的增强作用张其颍赵慧卿（安徽医科大学化学教研室，合肥２３００３２）１前言沥青碳纤维与５２５普通硅酸盐水泥复合增强的研究已取得了一定的结果，碳纤维的增强作用十分明显［１］。本文用超细的硅酸盐水泥加轻骨料做基体，分别与通用级沥青碳纤维...     

基于弯曲性能的黄麻纤维增强聚氨酯复合材料工艺参数研究

针对黄麻纤维增强聚氨酯复合材料的弯曲性能,采用正交实验的方法,研究了纤维质量分数、纤维长度、成型压力和纤维表面处理方法四个因素对其的影响.通过对实验结果进行方差分析和极差分析,对工艺参数进行了优化.研究结果表明:纤维表面处理方法为复合处理、纤维质量分数为15%、成型压力为80t、纤维长度为25mm时,复合材料弯曲性能达到最优.该结果与玻纤、碳纤增强聚氨酯复合材料制品作相应的对比,并为提高实际生产的制品质量提供了理论依据.     

纤维类型及取向对纤维-UHPC基体拔出性能影响研究

纤维与基体之间的粘结能力和机械锚固作用是基体将荷载传递给纤维的决定因素之一,不同类型的纤维和取向在拉拔时的受力形式和破坏形式决定试件承载能力。采用单根纤维拉拔试验探究了纤维类型、取向对超高性能混凝土(UHPC)界面拉伸性能的影响。结果表明:随着纤维取向的增加拔出荷载先增大后减小,在45°时拔出荷载达到最大值;随着纤维取向增加,纤维拔出时对基体破坏面积增大,纤维拔出时对于基体的破坏能力:波纹线>端勾型>直线型。由第一峰值荷载分析,波纹型钢纤维相比于直线型和端勾型钢纤维更容易脱黏。对纤维拔出时进行力学行为分析,波纹型钢纤维和端勾型钢纤维拔出过程中首先发生纤维屈服,随着荷载持续基体产生破坏,直线型钢纤维在拔出过程中最先发生纤维与基体脱黏。     

黄麻纤维/环氧复合材料及其性能分析

本文研究了黄麻单向纤维和随机分布短纤维增强环氧树脂复合材料的制作和拉伸、压缩、弯曲、层间剪切以及冲击性能,并讨论了它的破坏机理与微观形貌。黄麻纤维本身性能优异,并且具有优于其它天然植物纤维的可纺性。黄麻纤维复合材料的优异性能具有进一步研究开发的潜力。     

NiTi纤维增强粘弹性基体与弹性基体复合材料的力学特性

借助Voigt混合律,针对马氏体逆相变过程,建立了NiTi纤维增强Kelvin粘弹性基体与弹性基体两种复合材料的应力-应变关系.在同样的升温过程及应力作用下,对两种复合材料的变形(应变)、约束态NiTi纤维逆相变开始温度进行了分析对比;升温、加载经历一段时间后,限制两种复合材料的应变为固定值,分析其受力特征.分析有助于了解NiTi纤维增强粘弹性基体与弹性基体复合材料的力学性能.     

黄麻纤维束力学性能的尺寸和应变率效应

为了探究黄麻纤维束的尺寸效应和应变率敏感性,利用C43电子式万能试验机和CEAST 9340落锤试验冲击系统分别在静动载条件下对黄麻纤维束进行测试,获得了杨氏模量、强度、峰值应变和韧性随标距和应变率的变化关系静载试验在1/600s-1应变率条件下进行,测试了6组不同标距(25、50、100、150、200和300mm)的试件;动载试验以应变率为变量,在4组不同的应变率(40、80、120和160s-1)条件下进行了测试,试件标距均为25mm。测试结果表明:随着试件标距增大,杨氏模量初始增大,当标距大于100mm时趋于稳定;强度、峰值应变和韧性均减小。随着应变率增大,杨氏模量和强度均增大;峰值应变初始减小后趋于稳定;韧性先减小后增大。鉴于植物纤维束材料较大的性能离散性,采用Weibull分布对试验数据进行拟合,获得了黄麻纤维束强度在不同试验条件(标距和应变率)下的分布规律。     

Effect of matrix ductility on fatigue strength of unidirectional jute spun yarns impregnated with biodegradable plastics

Natural fiber-reinforced composites are carbon-neutral materials that are anticipated for use as an alternative to glass fiber-reinforced plastics. This study investigated the effects of matrix ductility on the fatigue strength of unidirectional jute spun yarns impregnated with biodegradable plastics. Polylactic acid (PLA) and polybutylene succinate (PBS) were used for the matrix. PLA is brittle, but it is widely used as a matrix of green composites. Because PBS has much higher ductility than that of PLA, it can be expected to have higher fatigue strength when subjected to the same strain amplitude as PLA. Fatigue tests were conducted with maximum stress set to 40–90% of the tensile strength. The stress ratio was set as 0.1. Results show that the matrix ductility strongly affects the fatigue strength and the fatigue mechanism of the composite. A matrix with better ductility was effective to improve fatigue strength.     

表面处理玄武岩纤维增强水泥基复合材料力学性能

为提高玄武岩纤维(BF)与水泥基体的界面结合力和桥接作用,分别采用HCl溶液(0~2.0mol/L)和NaOH溶液(0~2.0mol/L)对BF表面进行刻蚀糙化处理,研究纤维表面处理对BF增强水泥基复合材料的力学性能影响规律。结果表明:随着HCl溶液浓度增加,BF/水泥复合材料抗折强度与弯曲强度均先增加后降低,挠度呈现缓慢增加趋势,而抗压强度变化幅度较小;当HCl溶液浓度为1mol/L时,BF/水泥复合材料的强度与韧性最佳;碱处理BF后,BF/水泥复合材料的力学性能随NaOH浓度增加而显著降低,且复合材料韧性无明显改善;BF经HCl溶液腐蚀后的质量保留率变化规律与NaOH溶液腐蚀后的变化规律接近,而经HCl溶液腐蚀后BF强度保留率大于NaOH溶液腐蚀后的BF强度保留率。     

扇区水泥胶结测井仪实验研究

扇区水泥胶结图像是通过扇区水泥胶结测井仪器（Scan Bound Tool,SBT）获得的。仪器的底端是发射探头,在距离发射探头0.6m处安装了一个接收探头。接收探头用一个压电圆管,分成8个等间隔的扇区极化,每个扇区接收到一个波形,一共8个波形。用实验的方法研究了激发脉冲宽度和幅度对波形幅度和频率的影响。取出每个波形的首波幅度得到8条曲线,描述圆周8个扇区的水泥胶结情况。将每个深度点对应的8个幅值用颜色表示出来,得到整个圆周的水泥胶结图像。由于圆周方向只有8个扇区,分辨率比较低,图像边缘不清晰。对观测到的8个扇区的幅度值用高斯函数进行插值处理后,图像边缘得到了一定改善。分别用线性插值,二次插值处理后,图像连续、边缘清晰,对比度明显增强,整个圆周不同扇区水泥胶结的差异显示明显,为进一步分析扇区水泥胶结提供了基础。     

高铁粉煤灰对水泥基材料吸波特性的影响

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)分析粉煤灰中铁组分矿物组成和分布形态,对高铁粉煤灰颗粒电磁参数及复合高铁粉煤灰水泥浆体的吸波性能进行了试验研究.结果表明,粉煤灰中富集在球形颗粒表面的各种微细氧化铁晶体,是高铁粉煤灰产生电磁损耗的物质基础;高铁粉煤灰颗粒具有较高的介电常数和一定的磁导率,是以介电损耗型为主的电磁波有效损耗介质;高铁粉煤灰水泥基复合材料在2～8GHz波段范围内具有吸波性能,其最小反射率为-13.01dB,同时吸波能力可能与材料电导率有关.     

Effect of alkali treated jute fibres on composite properties

Jute fibres were subjected to a 5% alkali (NaOH) solution treatment for 0, 2, 4, 6 and 8 h at 30°C. An improvement in the crystallinity in the jute fibres increased its modulus by 12%, 68% and 79% after 4, 6 and 8 h of treatment respectively. The tenacity of the fibres improved by 46% after 6 and 8 h treatment and the % breaking strain was reduced by 23% after 8 h treatment. For the 35% composites with 4 h treated fibres, the flexural strength improved from 199.1 MPa to 238.9 MPa by 20%, modulus improved from 11.89 GPa to 14.69 GPa by 23% and laminar shear strength increased from 0.238 MPa to 0.2834 MPa by 19%. On plotting the different values of slopes obtained from the rates of improvement of the flexural strength and modulus, against the NaOH treatment time, two different failure modes were apparent before and after 4 h of treatment. In the first region between 0 and 4 h, fibre pull out was predominant whereas in the second region between 6 and 8 h, transverse fracture occurred with a minimum fibre pull out. This observation was well supported by the SEM investigations of the fracture surfaces.     

声波水泥胶结测井中岩性对地层波影响研究及资料应用

针对砂泥岩地层,数值研究了套管井中高密度和低密度水泥完全胶结时短源距声波测井全波波形特性,通过地层孔隙度和泥质含量的变化,分析了水泥特性和地层岩性对地层波幅度的影响。结果表明水泥特性对地层波幅度影响很小,但地层孔隙度和泥质含量对地层波幅度影响很大,并给出了地层波岩性影响的校正图版。根据理论结果结合实际测井记录的波形特点,研究了波形信息提取方法,得到了第一、第二界面胶结指数等参数,用以评价固井质量。这种方法在西北油田固井质量评价中获得了较好的结果。     

嵌入式高温共固化复合材料阻尼结构层间结合性能

使用正交实验法,研制出满足嵌入式高温共固化复合材料阻尼结构制作工艺要求的黏弹性材料组分,提出使用刷涂工艺代替压片工艺制备黏弹性材料薄膜,并对两种工艺制备的碳纤维/双马来酰亚胺(T300/QY8911)复合材料试件进行层间剪切测试,获得了薄膜厚度与层间最大剪切应力的变化关系,实验数据表明:刷涂工艺能提高嵌入式高温共固化复合材料阻尼结构层间结合性能10％以上,而且阻尼层越薄,提高幅度越大;失效表面证明:刷涂工艺所制得试件能在阻尼薄膜与复合材料界面间形成互穿网络结构.     

嵌入式高温共固化复合材料阻尼结构层间结合性能

使用正交实验法, 研制出满足嵌入式高温共固化复合材料阻尼结构制作工艺要求的黏弹性材料组分, 提出使用刷涂工艺代替压片工艺制备黏弹性材料薄膜, 并对两种工艺制备的碳纤维/双马来酰亚胺(T300/QY8911)复合材料试件进行层间剪切测试, 获得了薄膜厚度与层间最大剪切应力的变化关系, 实验数据表明: 刷涂工艺能提高嵌入式高温共固化复合材料阻尼结构层间结合性能10%以上, 而且阻尼层越薄, 提高幅度越大; 失效表面证明: 刷涂工艺所制得试件能在阻尼薄膜与复合材料界面间形成互穿网络结构。     

磷铝酸盐水泥修复性能的研究?

论述了影响新老混凝土粘结面粘结强度的因素,以新型磷铝酸盐水泥(PALC)砂浆为修补材料,研究了它与传统硅酸盐水泥(PC)之间的修复性能,通过半边修补和中间修补两种修补方式,测定粘接界面的抗折强度,对抗折界面情况进行比较分析,借助扫描电镜和元素线分析测试,分析了粘接界面区的粘接机理。实验结果表明,以磷铝酸盐水泥为修补材料的界面粘结强度明显高于以传统硅酸盐水泥为修补材料的界面粘结强度,尤其是在修补早期,磷铝酸盐的这种性能更是优越。通过扫描电镜和元素线扫描分析发现,“PALC-POC”界面区域元素含量的变化是连续的,认为界面区域是两侧元素相互扩散进入对方基体,“磷-硅”界面处可能存在化学结合。