三聚氰胺聚磷酸盐和次磷酸铝协效阻燃高密度纤维板复合材料

将三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和次磷酸铝(AP)阻燃剂添加到木纤维/酚醛树脂(WF/PR)复合材料中,通过人造板热压工艺技术制备阻燃高密度纤维板(MPP-AP-WF/PR)复合材料,探索了MPP和AP组成复配阻燃剂时,MPP-AP-WF/PR复合材料达到最佳阻燃性能时MPP与AP的最佳质量比.采用弯曲强度、吸水厚度膨胀率...     

三聚氰胺聚磷酸盐对竹纤维/聚丙烯复合材料力学及阻燃性能的影响

采用三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）作为阻燃剂,加入到竹纤维/聚丙烯（BF/PP）复合毡中,制备MPP-BF/PP复合材料。采用力学测试和SEM研究MPP对MPP-BF/PP复合材料力学性能和微观形貌的影响;采用极限氧指数（LOI）、热失重（TG）和吸水率为指标研究MPP对MPP-BF/PP复合材料阻燃性、热稳定性和耐水性的影响。测试表明:MPP的质量分数小于30wt%时,MPP-BF/PP复合材料弯曲强度和冲击强度随MPP质量分数的增加先增大后减小,当MPP质量分数达到5wt%时,MPP-BF/PP复合材料呈现出最佳的弯曲强度和冲击强度;MPP在MPP-BF/PP复合材料内部均匀分布,而随着MPP质量分数的增加,MPP-BF/PP复合材料断裂面的粗糙度明显提高,即MPP与PP界面相容性变差,使其力学性能降低。LOI测试结果表明,MPP可以有效提高MPP-BF/PP复合材料的阻燃性能,当MPP质量分数为30wt%时,MPP-BF/PP复合材料LOI达到24.3%。热失重测试表明,MPP的加入可提高MPP-BF/PP复合材料的热分解温度,促进其残炭率明显增大,有利于提高MPP-BF/PP复合材料阻燃性能。耐水性能测试结果表明,MPP质量分数小于20wt%时,MPP对MPP-BF/PP复合材料的耐水性能没有明显影响。采用模糊综合评价法分析表明,MPP质量分数为10wt%时,MPP-BF/PP复合材料性能最优。      

三聚氰胺聚磷酸盐对玻纤增强PA66的膨胀阻燃作用

采用自制的新型膨胀型阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)对玻纤增强的PA66进行了阻燃，利用氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)评价了其阻燃作用，发现MPP单独使用就有良好的阻燃效果，添加25％时，阻燃材料的LOI为38．O％，能通过UL94V-O级试验，燃烧过程中能观察到明显的膨胀成炭现象。并利用TGA、XPS、SEM等对成炭现象进行了进一步研究，探讨了MPP阻燃玻纤增强PA66的阻燃机理。     

改性纳米二氧化硅协效二乙基次磷酸铝阻燃尼龙6

使用有机无机杂化纳米二氧化硅(DNS-M)和可反应性纳米二氧化硅(RNS-A)分别协效二乙基次磷酸铝(ADP)用于阻燃尼龙6(PA6).研究发现,DNS-M和RNS-A都是以促进气相阻燃为主、凝聚相阻燃为辅的作用机制.当ADP添加量为9％(质量分数,下同),DNS-M和RNS-A的添加量均为1％时,复合材料的垂直燃烧等级均可达到V-0级,热释放速率峰值分别下降到309.5 kW/m2和239.1 kW/m2.对比总热释放量(THR)和热释放速率峰值(PkHRR)可以发现,RNS-A体系的阻燃效果优于DNS-M体系.RNS-A体系的THR和PkHRR相比DNS-M体系分别降低了11.1％和22.7％,并且由于RNS-A表面具有可反应的氨基,可提高阻燃填料与基体之间的相互作用,改善其在基体中的分散性和相容性,因而相比DNS-M体系,RNS-A体系的拉伸强度和冲击强度分别提高了2.3％和39.4％.     

三聚氰胺聚磷酸盐/次磷酸铝阻燃高密度聚乙烯/木粉复合材料的制备与性能研究

采用三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和次磷酸铝(PAH)为阻燃剂,马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)为相容剂,通过熔融共混,制备阻燃木粉(WF)-高密度聚乙烯(HDPE)复合材料(HDPE/WF)。探索了三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)与次磷酸铝(PAH)组成的二元体系中MPP与PAH的最佳质量比,采用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)研究了阻燃HDPE/WF的阻燃性能,采用热重分析(TGA)研究了阻燃HDPE/WF的热分解过程,用扫描电镜(SEM)观察了阻燃HDPE/WF燃烧炭层的形貌。结果表明:当MPP和PAH的质量比为3∶2时,阻燃HDPE/WF的阻燃效果达到最好,LOI值为29.6%,垂直燃烧UL-94通过V-0级。TGA研究表明:MPP/PAH阻燃体系对HDPE/WF的热起始分解温度没有太大影响,但却提高了材料在高温时的热稳定性,同时提高材料的成炭性能。通过SEM观察得到:炭层密度增加,有效阻止了氧气入到材料的内部并降低了导热性,也使得内部可燃性气体无法逸出,从而提高材料的阻燃性。     

聚磷酸铵/次磷酸铝协效阻燃聚丙烯/木粉复合材料

以聚磷酸铵(APP)和次磷酸铝(AHP)为阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯(MA-g-PP)为界面相容剂,通过熔融共混制备了聚丙烯(PP)/木粉(WF)复合材料。采用UL-94垂直燃烧、氧指数(LOI)、热重分析(TGA)探究了阻燃PP/WF复合材料的阻燃性和热分解过程。实验表明,当APP与AHP质量比为9∶1时,LOI值为28.3%,垂直燃烧UL-94达到V-0级。TGA和DTG测试表明,APP与AHP复配能降低木纤维的分解温度,使复合材料提前成炭,达到阻燃作用;加入APP与AHP的PP/WF复合材料的成炭率提高了141%,其高温稳定性也得到提高。通过SEM观察到,当m(APP)∶m(AHP)=9∶1时,木塑复合材料可形成致密的炭层,具有更好的隔热、隔氧作用,从而提高了阻燃性。结果表明在聚磷酸铵中加入少量的协效剂次磷酸铝可明显提高PP/WF复合材料的阻燃性。     

二丙基次磷酸铝对尼龙6的阻燃作用

通过极限氧指数测定、垂直燃烧实验和锥型量热分析研究了二丙基次磷酸铝(ADPP)对尼龙6(PA6)的阻燃作用。结果表明,ADPP对PA6具有良好的阻燃效果。当ADPP添加量为15%时,阻燃PA6的LOI就高达30.7%,阻燃等级达V-0。与未阻燃PA6相比,燃烧时的热释放速率和质量损失速率显著降低,但累计热释放量略有增大。热重和残余物分析结果表明,ADPP是通过气相和凝聚相同时产生阻燃作用的。一方面它通过分解成不挥发性磷酸铝和促进PA6成炭,形成膨胀层而产生阻燃作用;另一方面,它分解成挥发性磷化物,在气相通过捕获燃烧产生的自由基而抑制燃烧。ADPP热稳定性良好,能满足聚酰胺的加工要求,但其使用明显降低了PA6的热稳定性。     

次磷酸铝对木粉/高密度聚乙烯复合材料阻燃及力学性能的影响

以次磷酸铝(AHP)为阻燃剂对高密度聚乙烯(HDPE)基木塑复合材料进行阻燃改性。采用锥形量热、垂直燃烧、极限氧指数(LOI)系统评价复合材料的阻燃性能。通过拉伸强度、无缺口冲击强度、弯曲强度等测试,探讨了复合材料的力学性能。并通过热失重分析、扫描电镜对AHP阻燃木粉/HDPE(WF/HDPE)复合材料的机理进行分析。结果表明,AHP、木粉(WF)及WF中的结合水构成膨胀阻燃体系,AHP质量分数为30%时,WF/HDPE复合材料达到垂直燃烧V-0级别,LOI值达到25.5%,阻燃性能显著提高。AHP的加入使WF/HDPE复合材料的力学性能有所下降。     

三聚氰胺氰尿酸盐对锦纶6的抗滴落阻燃改性研究

通过在聚己内酰胺(PA6)切片中加入不同比例的三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)或三聚氰胺多聚磷酸盐(MPP)-MCA共混纺丝,改善锦纶6的抗滴落阻燃性.研究发现,加入30%(wt)MCA的PA6仍具有可纺性,且随MCA添加量的增加,极限氧指数(LOI)增加,纤维的物理力学性能下降,阻燃剂的加入使聚合物的热稳定性变差,含有MCA-MPP共混物的纤维阻燃性及物理力学性能均好于单纯含有MCA的纤维.     

纳米二氧化硅对阻燃中密度纤维板性能的影响研究

以纳米二氧化硅作为改性剂,采用正交实验优化阻燃中密度纤维板的热压工艺,探讨了纳米二氧化硅加入量对板材物理力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,适量添加纳米二氧化硅能提高阻燃中密度纤维板的内结合强度、弹性模量,略微降低阻燃性能。本实验的优化工艺按其对实验的影响由大到小排列为:脲醛胶施加量10%(质量分数,下同),纳米二氧化硅施加量4%,热压温度(160±5)℃,阻燃剂施加量13%。     

Density and Mechanical Properties of Aluminum Lost Foam Casting by Pressurization during Solidification

Porosity is thought to be severe in aluminum alloy castings produced by lost foam process due to the pyrolysis of the polystyrene foam pattern during pouring, which results in detrimental effect in mechanical property. The slow solidification rate promotes the formation of gassing pin holes, and relative weakness of the thermal gradients can cause micro-shrinkage if the outline of the part complicates feeding in the lost foam casting. One of the methods to eliminate the porosity is to apply high pressure to the molten metal like an isostatic forging during solidification. Fundamental experiments were carried out to evaluate the effect of the external pressure on the porosity and mechanical properties of A356.2 alloy bar in the lost foam casting. Solidification time and porosity decreased with increasing the applied pressure during solidification. Applying external pressure was effective in decreasing the porosity and increasing the elongation of the lost foam casting.     

挤压温度对高硅铝合金材料力学性能的影响

针对航空航天电子封装用轻质高硅铝合金材料,采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法,制备了Al-30Si和Al-40Si过共晶高硅铝合金材料,并通过金相显微镜观察了材料的微观组织,测定了合金材料的抗拉强度以及延伸率,对拉伸试样的断口进行了扫描.探讨了挤压温度对材料组织、强度、延伸率及断裂行为的影响.结果表明:利用粉末冶金热挤压技术所制备的高硅铝合金材料,其硅相细小,当挤压温度为370℃时,其硅相大小为2～10μm,且分布均匀弥散;硅相尺寸随着挤压温度的升高而长大;抗拉强度随挤压温度的升高而降低,Al-30Si经370℃挤压后,其室温抗拉强度为239MPa,而550℃为206MPa;延伸率随挤压温度的升高而有所增加,但不很敏感;随挤压温度的升高,材料的断裂方式由单纯的韧性断裂逐渐向韧性与脆性共存的混合断裂方式转变.     

杂质元素镓对工业纯铝力学性能及电阻率的影响

通过对不同镓含量的工业纯铝进行对比实验,研究了微量杂质元素镓对工业纯铝机械性能和导电性能的影响.研究表明,添加少量的Ga,室温力学性能影响不大,但当镓含量超过0.04%时,材料高温塑性提高15%～20%.另外镓含量与工业纯铝电阻率呈线性关系.     

微量 Sc 对高强铝合金铸态组织性能的影响

目的研究Sc对某7系铝合金铸态组织性能以及对合金主要元素分布情况的影响。方法在某7系铝合金中添加微量Sc,采用金相显微镜、硬度测试等实验方法,研究了合金铸态组织与性能;通过SEM和EDS分析了合金主要元素分布情况。结果添加0.2%的Sc的合金,晶粒尺寸从106μm细化到41μm;Sc的添加使硬度得到了一定程度的改善,增大了Cu元素的枝晶偏析,而对合金基体中Zn和Mg等合金元素枝晶偏析影响不大。结论添加微量Sc,可以得到细小、圆整、均匀的铸态组织,合金主要元素的分布也得到改善。     

热轧变形对5052铝合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射分析和拉伸实验等试验分析方法,研究不同热轧变形量(54％、75％)对5052铝合金微观组织和力学性能的影响.结果显示,变形量可显著影响5052铝合金的热变形组织及其力学性能.随着轧制变形量的增加,晶粒被显著拉长,晶界处粗大第二相沿晶界被拉长,甚至被破碎.但是其第二相的组成并没有随着轧制变形量的增加而变化,铸态和轧制态的5052铝合金均由α-Al、Al82Fe18和Mg2Si三相组成.同时随着轧制变形量的增加,其综合力学性能提高,即沿轧制方向且轧制量为75％时的5052铝合金呈现出最优的综合力学性能.     

不同制备工艺对高硅铝合金组织及力学性能的影响

针对航空航天电子封装用轻质高硅铝合金材料,采用铸轧工艺、喷射沉积工艺和粉末包套热挤压工艺制备了硅含量高达35%的高硅铝合金,利用金相显微镜、万能电子拉伸机、SEM对3种不同工艺所制备材料的微观组织、力学性能及断口进行了检测分析.结果表明:在含硅量相差不大时,粉末包套热挤压工艺成型材料的硅相细小,可达到2～10μm,且分布弥散均匀,抗拉强度达到174MPa,比铸轧工艺成型材料的强度提高了86.1%,比喷射沉积工艺成材料的强度提高了57.2%.     

碳纳米管含量对铝基复合材料力学性能的影响

采用搅拌摩擦加工技术制备了多壁碳纳米管增强铝基(MWCNTs/Al)复合材料,研究了碳纳米管含量对复合材料力学性能的影响规律。结果表明,MWCNTs的添加对铝基复合材料的力学性能影响显著,随着MWCNTs含量的增加,MWCNTs/Al复合材料的硬度、弹性模量、强度都逐渐提高;当碳纳米管含量为6.6%(体积分数)时,复合材料强度达218 MPa,为基体材料的2.24倍;随MWCNTs含量的增加,MWCNTs/Al复合材料的塑性逐渐变差,拉伸延伸率逐渐降低,断口韧窝逐渐变小、变浅。     

高韧性高强度5A06铝合金焊接接头的力学性能

为提高5A06铝合金氩弧焊接接头的综合力学性能,本文开展了高韧性高强度焊丝研究,通过拉伸和疲劳性能测试以及断口分析研究了4mm厚5A06铝合金钨极氩弧焊对接接头的抗拉和疲劳强度以及断裂行为。结果表明,所研制的焊丝兼具高抗拉强度和疲劳强度,焊接接头抗拉强度最高达341MPa,断裂延伸率14.9%,较商用ER4043焊丝提高了32%和30.2%;2×106次循环次数对应95%存活率的疲劳强度特征值最高达44MPa,高出国际焊接学会(IIW)推荐值37%。     

高应变率下阻尼铝合金的动态力学性能研究

针对航空用高阻尼铝合金在高应变率载荷下的服役特征,研究了两种高阻尼铝合金在高应变率下的动态力学性能.采用分离式霍布金森(Hopkinson)压杆对高阻尼铝合金进行了动态压缩实验,获得了应变率(140,275,500s-1)对材料应力-应变曲线的影响规律,并同普通铸造铝合金ZL101A的动态压缩力学性能进行比较分析.结果表明:高阻尼铝合金在高应变率下的力学性能明显优于普通铸造铝合金;第一种高性能阻尼铝合金的动态压缩力学性能优异.第二种高性能阻尼铝合金随着应变率的提高,材料的弹性模量和应力均有所下降,但是形变强化效果显著.