硼酸铝晶须增强环氧树脂和双马来酰亚胺树脂体系的研究

本文以硼酸铝晶须为增强剂，以4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)，甲基纳狄克酸酐(MNA)、N，N’-二胺基二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)/O，O′-二烯丙基双酚A(BA)体系分别作为基体制备晶须增强复合材料。研究了晶须对树脂的尺寸、表面处理方法、含量对树脂体系力学性能和热性能的影响；通过扫描电子显微镜(SEM)分析了浇注体的弯曲、冲击断口，研究晶须的增强机理。     

钛酸钾晶须增强双马来酰亚胺树脂体系的研究

以钛酸钾晶须(TKw)为增强剂,以N,N'-二胺基二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)/O,O'-二烯丙基双酚A(BA)树脂作为基体,制备了晶须增强热固性树脂基体复合材料.研究了晶须对树脂体系凝胶特性的影响,同时利用红外光谱分析研究了晶须对体系固化反应性的影响;考察了晶须的表面处理方法、含量及复合工艺对树脂体系力学性能和热性能的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的弯曲及冲击断口形貌.研究结果表明,在晶须添加质量分数约为15%左右,所制备的复合材料的综合性能较佳.     

RTM用高性能改性马来酰亚胺-三嗪树脂的研究

采用树脂转移模塑(RTM)工艺制备先进复合材料的关键是高性能树脂基体的选择.以N,N’-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(BDM)、O,O′-二烯丙基双酚A(DBA)和双酚A型氰酸酯(CE)为树脂基体(简称为BD-CE树脂),以超支化聚硅氧烷(HBPSi)为活性稀释剂,开发了适用于RTM工艺的高性能改性树脂体系(mRTM)....     

硼酸盐晶须改性环氧树脂性能研究

以4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)/甲基纳狄克酸酐(MNA)体系作为树脂基体,分别以硼酸铝晶须和硼酸镁晶须为增强相,制备了晶须增强复合材料.研究了以不同的偶联剂表面处理的晶须对树脂体系力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)分析了复合材料弯曲断面的形貌.结果表明支化程度最高的硼酸酯偶联剂(tert-BE4)的表面处理效果最好,硼酸镁晶须/树脂体系的力学性能优于对应的树脂/硼酸铝晶须共混体系.     

AG80/DDS/PEK树脂改性体系的关键性能研究

以4,4’-二氨基二苯甲烷(AG80)为基体树脂,以4,4’-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,制备了树脂体系并进行改性研究。对树脂粘度、凝胶时间、DSC及浇注体力学性能等方面进行了测试。结果表明,通过树脂改性可以增加树脂体系的粘度,减少树脂体系的凝胶时间,树脂体系浇注体的力学性能,随着改性填料的加入呈现出先增强后减小的规律。     

聚醚酮改性双马来酰亚胺树脂的研究

采用熔融预聚法制备了N,N′-4,4′-二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(DBA)/聚醚酮(PEK)(B/D/P)改性树脂体系。分析研究了改性树脂的固化反应特性、力学性能和热稳定性。探讨了PEK的含量对B/D/P树脂性能的影响。结果表明,适量PEK的加入可以明显提高树脂的韧性和强度(8%(质量分数)PEK的加入可使纯B/D树脂冲击强度增加61.8%,弯曲强度增加51.3%),对树脂的耐热性也有一定提高。     

高热稳定性含硅芳炔树脂的制备及其性能

在含硅芳炔中添加乙酰丙酮镍二水合物(Ni(acac)_2·2H_2O)和炔基化合物N,N,N’,N’-四炔丙基-4,4’-二氨基-二苯甲烷(B4)制备了两种高热稳定性PSA树脂体系,考察添加物用量对体系凝胶时间、固化温度和热稳定性的影响。结果显示:当添加0.2wt%的Ni(acac)_2·2H_2O时,凝胶时间21.2min;峰值固化温度214℃;质量损失5%的热分解温度(T_(d5))为651.1℃;再向其中添加3wt%B4后,凝胶时间缩短到8.5min;峰值固化温度提高到221℃;树脂固化物的热稳定性显著提高。     

NA封端的异构聚酰亚胺树脂及其复合材料

以2,3,3′,4′-联苯四甲酸二酐(3,4′-BPDA)、4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)或4,4′-二氨基二苯氧醚、5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐(NA)为原料,采用改性的单体反应物聚合法(MPMR),合成了两种NA封端的异构聚酰亚胺树脂(ABPR1,ABPR2).该树脂具有较好的加工性能和耐热性能,亚胺化后树脂...     

多官能团端乙烯基酯-环氧树脂的性能

通过控制N,N,N′,N′-四缩水甘油基-4,4′-二氨基二苯甲烷(TGDDM)和丙烯酸(AA)的摩尔比(n(AA)/n(TGDDM)=1∶1、2∶1、3∶1、4∶1),合成了一系列同时含环氧基和乙烯基酯基的多官能团端乙烯基酯基-环氧树脂(MVE-EPs),分别命名为MVE-EP1、MVE-EP2、MVE-EP 3和MVER。系统研究了MVE-EPs树脂的工艺性能、固化性能、热性能、力学性能及结构形貌。研究发现,随着乙烯基酯基含量提高,相同温度下MVE-EPs树脂黏度降低,凝胶时间缩短。动态力学热分析结果表明,MVE-EPs树脂的储能模量(E′)和损耗角正切(tanδ)曲线只出现1个玻璃化转变温度(T_g),表明为均相体系;4种MVE-EPs树脂的T_g低于TGDDM,其中MVE-EP2最高。MVE-EPs树脂的分子结构中引入乙烯基酯基后,其强度和韧性均比TGDDM有明显提高。4种MVE-EPs树脂中,MVE-EP 3的力学强度最高,MVE-EP2的韧性最好。扫描电子显微镜结果表明,MVE-EPs树脂的冲击断裂面呈韧性断裂特征,而TGDDM树脂的冲击断裂面呈脆性断裂特征。     

可长期存放的新型四官能度环氧树脂

对二氨二苯基甲烷的氯代和甲基取代物进行了环氧化并对其进行了表征。研究了不同取代基对环氧化反应的影响。以3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷（o-DCDDM）为固化剂（质量分数30％），采用DSC对比研究了2种新型四官能度环氧树脂和未取代的N，N，N′，N′，-四缩水基油基-4，4′-二氨基二苯基甲烷的固化性能，分别测试了纯环氧树脂固化物的力学性能，如弯曲性能、缺口冲击性能和热变形温度（HDT）等，固化研究结果表明，通过氯原子或甲基取代树脂分子中的α-氢原子，可以降低树脂的反应活性，从而延长树脂的贮存期。研究还表明，树脂的官能度对反应活性有关键性影响进而影响树脂体系的贮存期。对纯树脂固化物的力学性能的研究表明，通过采用常用的固化程序进行固化后，与未取代的树脂固化物相比，取代的树脂固化物冲击强度下降，这很显然与树脂分子链中出现较大侧基相关，但其冲击强度较TGOS30树脂高。对不同取代基纯树脂固化物弯曲强度的测试表明，与未取代树脂相比，取代后树脂弯曲强度没有变化。HDT测试结果也．表明未取代的树脂与新型取代树脂的HDT无显著差异。     

晶须增韧陶瓷刀具材料的R曲线与增韧机理的关系

采用维氏压痕／断裂压力法对Al₂O₃／SiC_w陶瓷刀具材料的裂纹扩展阻力曲线进行了测试．结果表明,裂纹扩展量较小时,R曲线较陡;裂纹扩展量较大时,R曲线趋于平缓．通过裂纹扩展量参数λ的计算,定量地分析了Al₂O₃／SiC_w陶瓷刀具材料的增韧机理,当裂纹扩展量小于参数λ时,晶须桥接是断裂韧性提高的主要原因;而裂纹扩展量大于λ时,晶须拔出是重要的增韧机制;裂纹的偏转对断裂韧性的提高也是有贡献的．     

Al2O3/TiB2/SiCw三元复合材料的力学性能及显微结构

以Al₂O₃为基体,SiC晶须和TiB₂颗粒两种增韧剂,采用热压烧结工艺制备了Al₂O₃/TiB₂/SiC_w三元复合陶瓷材料。研究了热压工艺参数对材料致密度的影响和晶须含量对该复合材料的力学性能和显微结构的影响。结果表明;随晶须含量的增加,该复合材料的热压温度和保温时间需要相应的增加;晶须拔出、裂纹偏转和晶须的桥接为该复合材料的主要增韧机理;随晶须含量的增加,该材料的室温断裂韧性增加;该材料的断裂韧性随温度的升高而呈增大趋势,并且晶须含量越高,材料的高温断裂韧性增幅越大。     

压铸态SiCw/6061Al复合材料中弹性模量的不均匀性

借助图象仪与扫描电镜联机系统，测量压铸态SiCw/6061Al复合材料中的晶须取向分布。基于剪滞后模型及晶须的实际分布情况，分析复合材料弹性模量的不均匀性，采用超声声速法，测量复合材料的弹性模量。结果表明，压铸态复合材料中晶须在垂直压铸方向具有一定择优取向性，晶须体积分数越高其择优取向程度越明显，从而造成复合材料各向弹性模量的不均匀性，试验结果与理论计算基本吻合。     

基体合金种类对SiCw／Al复合材料拉伸性能的影响

对SiCw/LD2、SiCw/LC9复合材料进行了热挤压加工并沿其纵向进行了拉伸对比试验。结果表明:SiCw/LD2的抗拉强度为590MPa,而SiCw/LC9复合材料的抗拉强度高达750MPa。SEM分析发现,上述两种复合材料均为切应力作用下的韧窝形断口,但SiCw/LD2的断口有明显的晶须拔出。低于临界长径比的晶须被拔出是SiCw/LD2断裂的主要形式;高于临界长径比的晶须被拉断是SiCw/LC9断裂的主要形式;基体合金的不同导致了复合材料具有不同的晶须临界长径比,这也是SiCw/LC9复合材料较SiCw/LD2复合材料有更高抗拉强度的根本原因。     

水热法合成羟基磷灰石晶须的工艺研究

纳米羟基磷灰石（HAP）增强聚合物基复合材料是替换硬组织的最理想材料，是植入材料的研究重点之一。为了制备与天然骨结构非常相似的复合材料，必须首先制备出性能优良的的纳米HAP粉体。对水热法制备HAP纳米晶须的工艺进行了研究，研究了反应时间、温度、起始反应物的浓度、钙磷比以及反应体系的pH值对合成HAP纳米晶须形貌的影响。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和红外光谱（FT-IR）法，对制备的羟基磷灰石进行了表征和分析。结果表明：生成的HAP晶须的长度及长径比随反应时间的延长而增大。温度〈150℃时，得到HAP晶须；温度〉180℃，则得到细小HAP晶体的聚集产物。当反应物的pH=9时，得到的是缺钙型的HAP；当反应物的pH〈4时，产物中出现新相磷酸氢钙；当pH=2时，得到纯的磷酸氢钙。     

T-ZnO晶须增强环氧树脂复合材料的力学行为

研究了以四脚状氧化锌（T-ZnO）晶须为增强剂，环氧树脂复合材料的力学行为。结果表明，由具有三维空间结构的T-ZnO晶须为增强剂所制备的环氧树脂复合材料具有各向同性的力学性能，T-ZnO晶须填加质量分数为6%时，就可使材料的力学性能改善；拉伸强度提高到169%，拉伸功几乎提高了100%，冲击强度提高到300%，抗弯的断裂功提高到158%，而压缩强度略有下降。     

AlN晶须的形貌及取向

利用VLS法制备了AlN晶须,观察了诸如生长“小山”、堆垛等各种晶须形态．对AlN晶须的取向进行了研究,发现了一些不同于密排面的生长面,诸如{101n}（n＝1,2,3）．对AlN晶须的生长机制进行了初步探索,验证了螺旋位猪生长机制,并提出了斜生长机制,从而解释了VLS法制备的AlN晶须无[0001]取向的问题     

硼酸铝晶须氮化特性研究

针对硼酸铝晶须增强铝基复合材料的界面反应问题,经热力学预测,首次提出对硼酸铝晶须进行氮化处理这一新工艺。采用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）研究了硼酸铝晶须的氮化特性。实验结果表明：硼酸铝晶须中已渗入氮元素;同时,硼酸铝晶须中硼元素向ＢＮ转变。硼酸铝晶须的氮化反应受扩散控制,为一热激活过程,其反应活化能为３０６．３４ｋＪ／ｍｏｌ。     

哑铃形碳化硅晶须的制备与表征

利用碳热还原法制备了仿动物骨骼的哑铃形碳化硅晶须.晶须由直杆和附着其上的念球状小球组成，直杆的直径约为100nm～1μm，念珠状小球的直径约为200nm～10μm.制备的哑铃形碳化奔硅晶须的形貌具有相似性，但是在不同的晶须上念珠状小球的直径、分布和形状又有差异.EDS的分析结果表明念珠状小球中的主要成分是Si和O，另有少量的Na和Al，而直杆的主要成分是Si和C.XRD分析结果表明哑铃形碳化硅晶须的晶型是β-SiC，但其中还有SiO2和较弱的α-SiC的峰及非晶态峰出现．从EDS和XRD的分析结果可以推断碳化硅晶须中的直杆是SiC晶须，而念珠状小球是由SiO2晶体和非晶态的SiOx（1＜x＜2）物质及硅酸钠或硅酸铝等玻璃态物质组成的.哑铃形碳化硅晶须的生成过程是气相反应过程．     

晶须增韧复合材料机理的研究

本文介绍了晶须增韧复合材料的机理 ,增韧机理主要包括 :裂纹桥联、裂纹偏转、拔出效应 ;讨论了界面性质、晶须性能和基质性质对机理的影响 ;并展望了今后的研究方向。