纤维体积含量对纤维增强复合材料拉伸断裂强度影响

本文通过理论分析和实验，就纤维体积含量与复合材料抗拉强度的关系进行了研究。得到纤维体积含量的理论下、上界极限以及许用的上界极限。并提供了有关参数和影响因素。     

立体机织物及其中纤维的体积含量

简单介绍了立体织物的构成及其发展，通过建立基本模型分析计算立体机织物中的纤维体积含量，并将其与实际值进行对比。设计人员可据此预测有关参数，为立体机织物的设计提供一定依据。     

不锈钢纤维/玻璃纤维针刺毡增强摩擦复合材料的研发

采用非织造布针刺技术制作不锈钢纤维/玻璃纤维针刺毡作为增强材料,与硼改性酚醛树脂复合开发高性能摩擦材料。论述了不同树脂含量、不锈钢纤维含量、纤维毡定量和结构以及环境温度对增强摩擦复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。研究结果表明,不锈钢纤维/玻璃纤维针刺毡增强摩擦复合材料具有良好的综合性能。     

玻璃纤维及其复合材料

主要论述了玻璃纤维的发展、基本性能、玻璃纤维织物及其应用。并对玻璃纤维复合材料的成型方法及针织复合材料作了简单介绍。     

体积含量对织物/水泥复合材料弯曲性能的影响

采用无碱玻璃纤维机织物,制备了不同体积含量的织物增强水泥基复合材料,通过三点弯曲抗折强度试验和断裂面形貌数码照片分析,研究了织物体积含量对机织物增强水泥基复合材料弯曲性能的影响。研究结果表明,玻璃纤维机织物体积含量从1%上升到5%时,织物增强水泥复合材料全载荷挠度曲线的形状和弹性模量没有明显变化,经向抗折强度从8.5 MPa上升到17.8 MPa,纬向抗折强度从8.1 MPa上升到17.2 MPa,但增加的幅度与聚合物基单向复合材料纵向强度的混合定律不相符,断裂能从0.53 kJ/m2上升到1.89 kJ/m2,且增加的幅度明显增大。     

玻璃纤维/聚丙烯纤维增强热塑复合材料的制备及其性能

为获得高质量比和高取向度的长纤维增强热塑性复合材料,通过牵切工艺将玻璃纤维和聚丙烯纤维混合成为须条,将须条正交铺层后用热压方法制备玻璃纤维/聚丙烯长纤维热塑性复合材料,然后对复合材料的形貌、力学性能和动态力学性能进行测试和分析。结果表明:复合材料中玻璃纤维的平均长度为22.9 mm,质量分数为45.73%,纤维伸直度高,取向度高,分散性好;基体材料能够充分浸润玻璃纤维,复合材料具有较小的孔隙率,其值为1.58%,且该复合材料比挤出模压得到的复合材料具有更好的力学性能;复合材料的玻璃化转变温度为73.4 ℃,在温度为150 ℃时,能够保持较高的储能模量和较小的损耗因子,具有良好的热力学性能。     

玻璃纤维3D复合材料开发

本文首先叙述了3D复合材料的结构、性能特点及编织方法,分析了3D复合材料开发的难点和重点。然后,介绍在织机上尝试利用多层织造技术开发了玻璃纤维T、I、8及X型3D复合材料,并指出了传统纺织技术在开发3D复合材料方面的困难和发展方向。     

聚苯硫醚/玻璃纤维轻质复合材料制备及性能研究

聚苯硫醚纤维与玻璃纤维按照质量比60∶40进行混合,再梳理成网、针刺成毡,经热压成型工艺制得4种不同厚度的复合材料,并对其厚度、面密度、热变形温度、力学性能及隔声性能进行测试。结果表明:聚苯硫醚/玻璃纤维轻质复合材料的耐热性能较好,热变形温度均为270℃以上;其中,厚度为1.5 mm的聚苯硫醚/玻璃纤维轻质复合材料面密度最小,拉伸强度和弯曲强度最大,隔声性能较好,最大隔声量出现在频率5 000 Hz处。     

纤维增强复合材料在桥梁工程中的应用

分析了纤维增强复合材料与传统材料相比的性能优势和不足。概述了纤维增强复合材料的研究现状及其桥梁应用的研究。以碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料为例,分析说明了纤维增强复合材料在桥梁工程中的应用形式和应用方法。最后展望了纤维增强复合材料在桥梁工程中应用的美好前景。     

玻璃纤维在树脂基复合材料中的应用

玻璃纤维具有强度高、模量大、伸长小、价格便宜等优点,广泛用于树脂基复合材料(增强塑料)的增强材料。本文扼要介绍一些国家玻璃纤维及其树脂基复合材料的生产和需求情况。     

玻璃纤维增强复合材料在水环境中的性能

为了解玻璃纤维增强材料在水环境中的性能变化,利用真空辅助树脂注入方法制作了2层和3层的玻璃纤维/不饱和聚酯树脂复合材料板材。在经过一定时间蒸馏水的浸泡后,对材料的拉伸及弯曲性能进行了测试,并对经水浸泡前后复合材料的显微照片进行了分析。测试结果表明:随着浸泡时间的增加,材料的拉伸强度呈下降趋势;板材的弯曲强度也有一定程度的下降。     

玻璃纤维经编柔性复合材料顶破性能的研究

研究了经编柔性复合材料的顶破性能.通过对不同密度的基布、不同涂层厚度、不同涂层树脂的经编双轴向复合材料的顶破性能分析,得出了织物密度、涂层厚度、涂层树脂与顶破强力之间的关系.     

玻璃纤维/碳纤维织物基复合材料的电磁屏蔽性能

为增强碳纤维织物复合材料对电磁波的阻抗匹配性,减少二次反射,采用玻璃纤维调控碳纤维织物组织结构,并将其与水性聚氨酯复合,设计并制备了5种玻璃纤维/碳纤维(G/C)织物复合材料。借助超景深显微镜、矢量网络分析仪、模拟日光氙灯光源系统、红外热成像仪对G/C织物复合材料的形貌结构、电磁屏蔽性能、介电性能以及光热转化性能进行表征和分析。结果表明：在12.1 GHz下,纬纱采用2根玻璃纤维和单根碳纤维交替排列织造的G/C织物复合材料的屏蔽效能高达38.7 dB;G/C织物复合材料的组织结构变化可有效调控多种介电极化弛豫机制;G/C织物复合材料表面温度在模拟日光氙灯光源照射下响应速度快,其中玻璃纤维和碳纤维单根交替排列的G/C织物复合材料在2 kW/m²光照强度下照射300 s时,其表面温度可达71.8℃。     

电子烟气溶胶中玻璃纤维的测定

为考察电子烟气溶胶中玻璃纤维的结构状态和释放趋势,建立了电子烟气溶胶中玻璃纤维的定性定量分析方法,通过电子显微镜对气溶胶中玻璃纤维进行定性观察,采用电感耦合等离子体质谱仪(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS,ICP-MS)定量测定气溶胶中玻璃纤维(以SiO2计)的释放量。按照CORESTA推荐的电子烟抽吸模式抽吸电子烟,通过每轮抽吸30口(连续抽吸4轮,共120口),测定每轮样品的SiO2释放量,比较分析4轮样品之间的玻璃纤维释放量差异。结果表明:①定性方法操作简单,采用该方法易于鉴别玻璃纤维,且结果准确度高;定量方法灵敏度高,准确性和重复性较好。②15种电子烟气溶胶中均有玻璃纤维,其直径分布在7.6~28.3μm之间,长度差别较大,从几何尺寸和物理形态可以推测其为人造玻璃纤维。③电子烟气溶胶中玻璃纤维的释放量为47~432μg/200口。④玻璃纤维的释放量与抽吸口数无关,玻璃纤维的释放呈现无规律、随机的特点。     

高硅氧玻璃纤维对多孔碳基复合材料力学性能的影响

为提高碳基复合材料的力学性能,采用高硅氧玻璃纤维改性酚醛泡沫,通过发泡法制备碳基复合材料前驱体,并对其进行碳化得到多孔碳基复合材料.利用悬臂梁冲击试验机、微机控制电子万能试验机对该多孔碳基复合材料的力学性能进行表征,研究高硅氧玻璃纤维的质量分数、长度及纤维直径对多孔碳基复合材料力学性能的影响.结果表明,纤维直径为6.5μm的玻璃纤维增强效果最明显,且当玻璃纤维质量分数为6%,纤维长度为6mm时,碳基复合材料的力学性能最优,此时复合材料压缩强度为0.36MPa,冲击强度为1.43kJ/m~2,弯曲强度为0.47MPa.     

玻璃纤维/光敏树脂复合材料的3D打印及其力学性能

为解决光固化3D打印树脂材料强度低的问题,将玻璃纤维与光敏树脂复合,采用光固化3D打印技术制备玻璃纤维增强复合材料,分析了玻璃纤维经硅烷偶联剂改性处理以及玻璃纤维的铺层方式对复合材料力学性能的影响.结果表明:玻璃纤维可提升复合材料的拉伸强度和弯曲强度,相比于未处理的玻璃纤维,经硅烷偶联剂处理的玻璃纤维对复合材料力学性能...     

不同长度粒料对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

对采用玻璃纤维形成的不同长度粒料(3.00 mm的短纤维粒料1种,7.00、11.00、15.00 mm的长纤维粒料3种)所制备的4种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料进行拉伸、弯曲、冲击试验,测量注塑成型后残留的玻璃纤维长度,采用X-ray CT扫描法观察复合材料内部的纤维排列,探讨不同长度玻璃纤维对复合材料力学性能的影响。结果表明:注塑成型后玻璃纤维断裂严重,4种粒料的玻璃纤维长度均下降50%以上。随着玻璃纤维的原始长度从1.50 mm增加到15.00 mm,残留纤维长度从0.68 mm增加到4.18 mm。在残留纤维长度从0.68 mm增加到3.02 mm范围内,复合材料的拉伸强度和弯曲强度明显提高;在残留纤维长度从3.02mm增加到4.18 mm范围内,复合材料的拉伸强度和弯曲强度保持稳定。复合材料的冲击强度随着玻璃纤维的原始长度增加而增加。以短纤维增强粒料制得的复合材料,虽然玻璃纤维的原始长度非常短,但纤维排列接近长度方向;以长纤维增强粒料制得的复合材料,其芯层有宽阔的纤维排列杂乱区,纤维取向趋向无序状态,且该现象随着玻璃纤维的原始长度增加而加剧,部分纤维发生相互缠绕。     

基于边界效应模型的玻璃纤维复合材料准脆性断裂性能分析

为解决玻璃纤维复合材料的准脆性断裂问题,基于边界效应模型,引入玻璃纤维复合材料的单层预浸料厚度作为特征复合材料单元建立解析表达式,在三点弯曲条件下测得带有浅表面刮痕试样的峰值载荷,计算得到准脆性断裂参数:抗拉强度和断裂韧性。经正态分布分析后得到断裂参数均值:抗拉强度为169.48 MPa,断裂韧性为20.34 MPa·m^1/2,在具有95%的可靠性范围内几乎覆盖了全部试验离散点。将试样参数拟合在一起,得到断裂载荷与等效面积的线性拟合曲线,结果表明:使用正态分布法和线性拟合法得到的抗拉强度吻合度较高,二者之间的误差仅为4.95%。