C/PLA复合材料的体外降解特性研究

对C／PLA复合材料的体外降解特性进行了研究。考察了该复合材料在降解过程中吸水率,质量损失和宏观力学性能的变化,并与PLA进行了对比。结果表明,与PLA相比,C／PLA复合材料的吸水率增加,质量损失下降,弯曲强度和剪切强度的下降速度减小。在体外降解过程中,C／PLA复合材料的界面发生降解,界面弱化是造成复合材料力学性能下降的主要因素。     

脉冲电磁场参数对碳纤维增强聚乳酸复合材料体外降解性能的影响

碳纤维增强聚乳酸(C/PLA)复合材料是较为理想的可降解骨折内固定材料。文中研究了不同脉冲电磁场(PEF)参数作用下C/PLA的体外降解特性。结果表明,改变脉冲电磁场的电压和频率,对C/PLA降解过程中的吸水率、质量保持率以及力学性能具有较大影响,并主要影响界面降解;模型分析指出,PEF电压和频率改变了C/PLA降解过程的H+、OH-等离子的运动轨迹,进而影响界面处高浓度离子聚集区的分布。在PEF设备固定情况下,调整电压和频率可有效控制C/PLA的体外降解过程。     

脉冲电磁场作用下碳纤维增强聚乳酸复合材料的体外降解特性

碳纤维增强聚乳酸(C/PLA)复合材料是较为理想的可降解骨折内固定材料,但由于其降解特性与人体骨骼愈合速度的不匹配,很难达到最佳治疗效果。文中将脉冲电磁场(PEF)引入C/PLA的体外降解过程,并研究了该条件下复合材料的降解特性。结果表明,PEF处理对C/PLA试样的吸水率、质量保持率、弯曲强度和剪切强度均有不同程度的影响;扫描电镜观察发现,PEF处理使界面处的PLA基体出现降解洞穴;差示扫描量热分析说明经不同降解时间的PLA基体的玻璃化转变温度没有明显变化。模型分析表明PEF处理影响降解溶液中正负离子的扩散行为,使得界面处的PLA基体出现局域降解加速区,进而影响C/PLA复合材料的体外降解行为。这一研究将为研究可降解骨折内固定装置的外部辅助治疗器械提供途径。     

碳纤维增强聚乳酸（C／PLA）复合材料的力学性能（I）

对新型骨折内固定材料－碳纤维增强聚乳酸（C／PLA）复合材料的力学性能进行了评价。重点研究了纤维体积分数（Vf)和硝酸表面处理对C／PLA复合材料力学性能的影响规律。研究表明,随着Vf的增加,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和剪切强度均先增加,达峰值后又减小。硝酸表面处理可明显提高复合材料的界面结合强度,从而使其力学性能明显提高。     

界面状态对C/PLA复合材料降解特性的影响

研究了具有不同界面结合特性的两种复合材料在体外降解过程中吸水率，质量损失，宏观力学性能与降解时间的关系。结果表明，提高复合材料的界面结合强度可减小C／PLA复合材料的吸水率和质量损失，降低复合材料力学性能（弯曲强度，弯曲模量和剪切强度）和界面结合强度下降的速度，界面结合强度的提高对C／PLA复合材料的降解有明显的抑制作用。     

炭纤维增强羟基磷灰石/聚乳酸复合生物材料的力学性能和体外降解性能

采用溶液共混法制备了炭纤维(CF)增强羟基磷灰石(HA)/聚乳酸(PLA)三元复合生物材料。研究了该复合材料的力学性能和体外降解性能。CF/HA/PLA复合材料具有优异的力学性能, 弯曲强度和弯曲模量均随着HA含量的增加先升高后降低, 存在一个峰值, 可分别达到430MPa和26GPa。在PBS模拟体液中降解3个月, 弯曲强度和弯曲模量分别下降到初始值的30%和36%。SEM照片显示, 降解是从复合材料的界面开始的, 降解3个月后, 界面结合处出现缝隙, 吸水率增加到5%, 质量损失只有1.6%。PBS模拟体液的pH值下降在0.1之内, 有利于骨折部位的愈合。实验结果表明, 该复合材料的机械性能满足骨折内固定材料技术指标的要求。      

超临界流体对碳纤维/环氧树脂复合材料的降解作用

为对比分析不同超临界流体对碳纤维/环氧树脂（CF/EP）复合材料的降解效果,首先,在间歇反应釜中通过超临界流体降解CF/EP复合材料,分析了不同反应温度下超临界CO₂和超临界醇对CF/EP复合材料的降解能力,并提出了降解CF/EP复合材料的超临界流体选择方法;然后,采用单丝拉伸测试、SEM以及原子力显微镜等测试手段分析了超临界正丙醇和超临界正丁醇回收碳纤维的力学性能和微观形貌。结果表明:超临界CO₂对CF/EP复合材料的降解能力较弱,正丙醇作为夹带剂时,降解效果有显著提高;超临界正丁醇对CF/EP复合材料的降解能力最强,其次为超临界正丙醇,超临界甲醇的降解能力最弱;选用的反应介质介电常数越小、偶极矩越大、溶解度参数与树脂基体越为接近,在超临界状态下CF/EP复合材料越容易降解。使用超临界流体降解CF/EP复合材料可以得到性能优异的碳纤维,与原始碳纤维相比,通过超临界正丙醇和超临界正丁醇回收的碳纤维单丝拉伸强度保持率在98%以上,且韦氏模数相近。      

碳纤维增强水泥复合材料

一、前言近年来用纤维增强剂来改善通用建材水泥和混凝的力学性能如抗张强度,延伸度,抗衡击性能等引起了人们极大的注意。多种多样的纤维包括钢丝、耐碱玻璃纤维、维尼纶、聚丙烯纤维、芳纶以及碳纤维等已被用于此途,并在建材工业中已经商品化了。这些增强纤维中,碳纤维尽管其价高,由于其高比强度及杨氏模量以及在高碱性环境下的化学惰性,还是吸引人们选它来增强水泥基脆性基体。它们在钢筋表面不像钢丝那样产生锈污染问题。其化学惰性带来的另一优点     

导热改性碳纤维增强聚合物复合材料的力-热特性

借助钉扎的方法制备了一种掺杂铜柱的三相碳纤维增强聚合物复合材料,以提高其厚度方向的导热性能。在传统混合定律模型的基础上,考虑钉扎铜柱的特征长度与排布形式的影响,提出了一种改进的理论模型来预报该新型三相复合材料的导热性能,并探讨了导热改性对其力学性能的影响。结果表明,改进的理论预报模型对这种三相复合材料导热性能的预报更为准确,尤其是在钉扎铜柱体积分数较小时。在研究范围内,这种钉扎方法导热改性效果明显,力-热综合性能较好。复合材料导热性能随着钉扎铜柱体积分数的提高而增加,且增加速率不断提高,这主要源于铜柱间热影响区的产生;复合材料拉伸性能及层间剪切性能随着钉扎铜柱体积分数的增加而降低,且降低速率不断减小。当钉扎铜柱体积分数相同时,钉扎铜柱的特征长度与排布形式对复合材料导热性能与拉伸性能及层间剪切性能的影响不大。材料失效主要以钉扎孔位置挤压开裂破坏占主导,钉扎体与基体界面间的自然连接性能较弱,预计通过金属镀铜法加以改善,并可进一步提升复合材料力-热一体化特性。     

碳纤维增强聚乳酸(C/PLA)复合材料的力学性能(Ⅰ)

对新型骨折内固定材料碳纤维增强聚乳酸(C/PLA)复合材料的力学性能进行了评价.重点研究了纤维体积分数(Vf)和硝酸表面处理对C/PLA复合材料力学性能的影响规律.研究表明,随着Vf的增加,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和剪切强度均先增加,达峰值后又减小.硝酸表面处理可明显提高复合材料的界面结合强度,从而使其力学性能明显提高.     

基体改性对C/C复合材料性能影响的研究(一)

本文从C/C复合材料的基体入手,研究了基体沥青、焦炭中添加氧化物的工艺条件及其在复合材料中的作用.结果表明,添加氧化物对基体改性,不仅能提高C/C复合材料的高温抗氧化性,也能对其它性能带来很大影响.只要控制适当的工艺条件,就可以得到高性能的C/C复合材料.     

不同测试位向下C/C复合材料磁电阻效应

对几种C/C复合材料在不同的测试位向(指外加磁场与材料某特定表面的夹角)下的磁电阻效应进行了研究。研究结果表明,C/C复合材料不同位向下的磁电阻大小不同,且不同结构、不同处理工艺的材料出现最大磁电阻的位向不同;已石墨化的材料各位向磁电阻均呈正值,未石墨化材料各位向的磁电阻为负值,但它们的绝对值都随测试温度的增高而线性降低;温度升高到一定值,一些材料的磁电阻为0不再变化;外磁场一定时,对同一材料各位向下磁电阻-温度曲线进行回归,所得回归方程斜率项相同,截距项不同;将各位向磁电阻排序发现,不同工艺和结构的材料位向序列不同;外加磁场强度的改变,只改变各位向磁电阻的大小,不影响位向序列。     

炭/炭复合材料切削加工试验研究

探讨了Ｃ／Ｃ复合材料结构和机构物理性能的特殊性及机构切削加工的特点。用ＳＥＭ观察了不同切削条件下切屑的断口形貌。用５种不同的刀具材料、刀具角度及几何开头相同的刀具，在一定的切削工艺参数条件下，对该材料进行切削试验，以刀具有前刀面和／或后刀面的磨损率为判据，最佳刀具材料为ＹＧ８，在切削Ｃ／Ｃ复合材料的过程中，轨具的磨损极为严重，刀具磨损的主要机理是粘着磨损和磨粒磨损。     

针刺毡预制体炭/炭复合材料磁电阻特性的影响因素

研究了针刺毡预制炭/炭复合材料 (C/C) 经不同温度石墨化处理后的磁电阻特性。结果表明:实验材料磁电阻于各位向 (0°~180°) 均相等,且石墨化处理温度越高,材料的磁电阻越大,外磁场强度、测量温度等因素不影响磁电阻-位向关系;在同一磁场强度下,石墨化处理温度高的材料磁电阻为正值,石墨化处理温度低时磁电阻为负值,且磁电阻与测量温度 (5~300K) 呈线性关系变化,高于一定测量温度后,磁电阻稳恒为0;磁电阻-测量温度曲线回归方程的斜率随热处理温度的增加而降低,且斜率-热处理温度的变化曲线与材料的晶面间距d₍₀₀₂₎随热处理温度的变化曲线形状类似;测量温度相同时,磁电阻随外加磁场强度的增大而增大,在低场强 (低于1.2×107A/m) 下,呈现二次函数关系,当场强高于1.2×107A/m,磁电阻-磁场强度关系为线性;不同场强下,随石墨化处理温度的提高,磁电阻也增大。      

纳米碳管/环氧树脂复合材料的制备及力学性能

报道了利用催化裂解法制备的纳米碳管合成环氧树脂复合材料的技术及工艺条件。利用透射电子显微镜(TEM)对制备的复合材料进行观察表征;通过拉伸及压缩实验对纳米碳管/环氧树脂复合材料的力学性能进行了测试。实验结果表明:纳米碳管的加入可以明显地改变环氧树脂基体材料的力学性能。      

碳纤维增强可切削金云母微晶玻璃复合材料的制备及其特性

金云母微晶玻璃 KMg_3[AlSi_3O_(10)]F_2是一种脆性、可切削的陶瓷材料,经碳纤维增强制成复合材料(CPMC)后,其脆性和力学性能得到显著改善,而可切削性能保持不变。实验结果证明:金云母基体的缺口弯曲强度 S_b=11.26MPa,断裂韧性 K_(lc)=0.24MPa·m~(1/2),断裂功 W_F=145.9(?),而含碳纤维5.56%的 CPMC,其 S_b=47.10MPa,K_(lc)=1.1MPa·m~(1/2),W_F=2133.2(J/(m~2)),二者相比提高4至14倍。     

树脂炭含量对C／C复合材料性能的影响

研究了密度为0.86g/cm^3的整体毡C/C坯体（CVD致密后）随着浸渍致密次数的增加,C/C复合材料的密度、开孔率、压缩强度和弯曲强度的变化规律,研究结果表明：针刺整体毡C/C复合材料随树脂8浸渍炭化致密次数的增加,密度增加值越来越小,开孔率随浸渍炭化次数增加的降低趋于缓和。随着浸渍致密C/C复合材料的密度增加,压缩强度相应增加,弯曲强度从第二次浸渍炭化后趋于稳定,同时对C/C复合材料的微观结构进行了分析。     

碳/碳复合材料的室温和高温双轴拉伸

研制的框架、导轨、连杆式双轴拉伸装置,在普通试验机上即可实现双轴拉伸。验证了装置的可靠性,探索了室温和高温下可用的试样形状。碳/碳复合材料室温双轴拉伸结果可靠,高温双轴拉伸温度已接近1300℃。