在酚醛树脂炭质复合材料中沥青炭纤维骨架杂乱分布强化效应的研究

研究了炭纤维增强剂在热固性酚醛树脂基质中杂乱分布时,不同的影响因素－成型压力、填充程度和炭纤维长度等对复合材料强度、摩擦性能与热物理性质的影响。根据研究结果,选择出最佳的复合材料制备条件：成型压力为10MPa-20MPa,沥青炭纤维的填充度约60W／％,沥青炭纤维的长度10mm-13mm。所获的炭质复合材料具有最佳使用性能：撞击强度－15kJ/m^2,受压时的破坏应力－150MPa;受弯时的破坏应力－70Mpa,热稳定性温度514K。     

石墨烯/酚醛树脂/炭纤维层次复合材料的制备及其性能

分别以氧化石墨粉(GO)、还原氧化石墨烯乙醇悬浮液(RGO)和热法还原石墨烯粉(TRG)为填料,分散于酚醛树脂(PR)的乙醇溶液中,再将这些基体混合物涂覆于炭纤维(CF)布上,经热压成型工艺制备氧化石墨烯/酚醛树脂/炭纤维、还原氧化石墨烯乙醇悬浮液/酚醛树脂/炭纤维、热法还原氧化石墨烯/酚醛树脂/炭纤维层次复合材料。研究了GO、RGO和TRG对复合材料结构、压缩性能、弯曲性能及磨擦性能的影响。结果表明,与纯酚醛树脂/炭纤维复合材料相比,当纳米填料的质量分数仅为0.1%时,层次复合材料的压缩性能可显著提高,其中,热法还原氧化石墨烯/酚醛树脂/炭纤维的压缩强度和模量分别提高了178.9%,129.5%;弯曲性能也可得到一定的改善。还原氧化石墨烯乙醇悬浮液/酚醛树脂/炭纤维层次复合材料的最大储能模量可提高75.2%。所有改性石墨烯/酚醛树脂/炭纤维层次复合材料的Tg均有所降低。     

酚醛树脂表面处理剂对炭纤维增强环氧树脂复合材料界面强度的影响

采用酚醛树脂作为炭纤维表面处理剂, 可以显著提高多种炭纤维和环氧树脂界面强度。通过XPS、AFM、SEM和层间剪切强度等方法, 研究了不同浓度的酚醛树脂表面处理剂对炭纤维增强环氧树脂复合材料层间剪切强度、炭纤维表面元素和化学键组成的影响, 以及炭纤维增强环氧树脂复合材料断面微观形貌的变化。XPS和AFM分析结果表明酚醛树脂和炭纤维表面发生了化学反应, 而且酚醛树脂处理剂浓度越高, 和炭纤维表面发生反应的基团也越多, 表面越光滑平整, SEM和层间剪切强度研究表明酚醛树脂处理后的复合材料界面粘结性能得到很大的改善, 而且界面粘结性能强烈依靠处理剂浓度。      

沥青基炭纤维γ-射线改性对炭/ 炭复合材料力学性能的影响

为了提高沥青基炭纤维表面活性, 采用γ-射线辐照对沥青基炭纤维表面改性。用AFM、XPS 研究了γ-射线辐照改性后沥青基炭纤维表面结构的变化, 用浸润仪测定了改性前后沥青基炭纤维表面能的变化。研究了γ-射线辐照沥青基炭纤维对炭/ 炭复合材料力学性能的影响, 并用SEM 分析了炭/ 炭复合材料断口形貌。结果表明,γ-射线辐照使炭纤维表面含氧官能团和表面粗糙度增加, 提高了沥青基炭纤维的表面能; 降低了炭/ 炭复合材料孔隙率, 提高了炭/ 炭复合材料力学性能。     

短切炭纤维的表面处理对沥青基C/C复合材科性能的影响

采用模压半炭化成型工艺,在大气环境下制备了短切炭纤维增强的沥青基C/C炭复合材料.借助材料万能试验机和扫描电镜研究了短切炭纤维的表面处理对C/C复合材料体积密度和抗压强度的影响.结果表明:随着短切炭纤维表面处理强度的增大,C/C复合材料的抗压强度明显提高.用联合处理方法改性的短切炭纤维制备的C/C复合材料的抗压强度,比未处理的短切炭纤维增强的C/C复合材料的抗压强度,约提高了138.5%.     

短切炭纤维-炭复合材料的制备及传导性能和微观结构的研究

以中间相沥青基短切炭纤维和中间相沥青为原料,采用模压成型、炭化、致密化、高温石墨化等一系列常规工艺,制备了传导性能良好的炭/炭复合材料.主要考察了中间相沥青与中间相沥青基炭纤维质量配比对材料密度及传导性能的影响,并进一步研究了材料微晶参数的变化与材料性能的相关性.结果表明中间相沥青与纤维质量配比对材料的导热、导电性能以及微晶参数有很大影响.随着中间相沥青用量的增大,材料导热、导电性能均提高,石墨层间距d002减小,石墨微晶尺寸La、Lc增大;当中间相沥青与炭纤维质量比为 0.8时,制备出的炭/炭复合材料石墨微晶尺寸最大,常温传导性能最佳(垂直于压制方向的面向热导率为385W/(m·K),电阻率为2.85μΩ·m);进一步提高中间相沥青用量,石墨微晶尺寸La、Lc减小,材料的传导性能降低.     

聚氨酯上浆剂对炭纤维增强聚氨酯复合材料界面性能的影响（英文）

经阳极氧化的炭纤维丝束用水性聚氨酯进行上浆，考察上浆剂对炭纤维增强聚氨酯复合材料界面性能的影响，并结合元素分析、官能团分析、热重分析和示差扫描热分析进行机理研究。结果显示，上浆剂可以显著提高复合材料界面性能。层剪强度从氧化后的39.5 MPa提升到上浆后的46.4 MPa，提升17.5%。上浆的炭纤维经170°C热处理后层剪强度进一步提高到50.8 MPa。这归因于上浆剂与炭纤维表面的含氧官能团进行反应形成化学键，而上浆剂与基体以氢键相互作用。经进一步热处理后，上浆剂的封端剂脱除，释放出异氰酸酯与基体中的氨基甲酸酯反应生成尿基甲酸盐。因此，此水性聚氨酯上浆剂提高了炭纤维增强聚氨酯复合材料的界面性能。     

短切炭纤维的表面处理对沥青基C／C复合材料性能的影响

采用模压半炭化成型工艺,在大气环境下制备了短切炭纤维增强的沥青基C／C炭复合材料。借助材料万能试验机和扫描电镜研究了短切炭纤维的表面处理对C／C复合材料体积密度和抗压强度的影响。结果表明：随着短切炭纤维表面处理强度的增大,C／C复合材料的抗压强度明显提高。用联合处理方法改性的短切炭纤维制备的C／C复合材料的抗压强度,比未处理的短切炭纤维增强的C／C复合材料的抗压强度,约提高了138．5％。     

炭纤维的环氧树脂浸润特性

良好的界面粘结是制备高性能复合材料的关键之一，而树脂与纤维的优良浸润则是其首要前提。通过考察环氧618树脂与环氧AG80树脂在T300和T700两种炭纤维堆积体中分别沿垂直于纤维方向和平行纤维方向的浸润特性，同时模拟实际复合材料成型工艺条件，分析了浸润速率随树脂温度和纤维体积分数的变化规律。研究结果表明，树脂在垂直于T700炭纤维方向的浸润速率明显慢于相同条件下其在平行纤维方向的浸润。并且纤维含量对两种方向的浸润影响不同，垂直纤维方向的浸润速率随纤维体积分数的增加而减缓，而平行纤维方向的浸润速率则随纤维体积分数的增加而加快。以上研究结果均可用于指导复合材料成型工艺，具有较好的实际参考价值。     

沥青树脂和炭纤维的复合性能

流化床催化裂化(Fluid catalytic ciracking,FCC)油浆富芳馏份(Fluid catalytic ciracking rich aromatic,FCCRF)与交联剂对苯二甲醇(1,4-benzenedimethanol,PXG)在催化剂对甲基苯磺酸(Para-toluene sulphonic acid,PTS)的作用下,加热至120℃以上,制得的沥青树脂是一种新型的热固性树脂。沥青树脂在一定条件下与炭纤维或炭纤维纸热压成型。成型料在空气中250℃-10h和300℃-2h热处理后,其热力学性能无明显变化;在强酸、强碱中处理1h~70h,质量几乎无变化;说明沥青树脂与炭纤维或炭纤维纸的复合材料热稳定性和化学稳定性尚好。沥青树脂与炭纤维或炭纤维纸的复合材料在高纯氮保护下,经950℃~1000℃热处理后制得炭/炭复合材料,由SEM观察可见炭/炭复合材料无空洞、劈裂,力学性能尚可,断口炭纤维拉出小于10μm,说明沥青树脂与炭有较强的亲和力,与炭纤维黏合很好。FCC油浆富芳馏份制备的沥青树脂,作为炭/炭复合材料的基质是可行的。     

A comparative study on mechanical properties of sisal-leaf fibre-reinforced polyester composites prepared by resin transfer and compression moulding techniques

Resin transfer moulding (RTM) is a novel technology, which bridges the gap between labour intensive hand lay-up process and capital-intensive compression moulding. The present study investigates the tensile and flexural behaviour of sisal fibre reinforced polyester composites as a function of fibre length and fibre content. The composites were prepared by RTM and compression moulding techniques. The properties obtained for composites fabricated by both RTM and compression moulding were compared. From the studies it was found that mechanical properties increase with increase in fibre loading in both cases. The void content and water absorption properties at varying fibre loading were evaluated and found maximum for the compression moulded composites. To analyse the fracture surface morphology of the composites scanning electron microscopy was also performed. A good correlation between morphological and mechanical properties has been observed. Finally, the Young’s modulus and water absorption properties of the composites fabricated by RTM were compared with theoretical predictions.     

碳/环氧3D角联锁结构复合材料压缩性能的实验研究

碳/环氧3D层-层正交角联锁结构复合材料是很有应用潜力的材料,然而,到目前为止,这种材料的力学性能数据较少,影响了其可靠性的评估.本研究通过测试四种不同结构的角联锁结构复合材料的压缩性能,客观地评价了结构与压缩性能的关系.实验结果和分析表明:四种结构的复合材料在相互垂直的经向和纬向均具有较高的压缩强度和压缩模量;经纱密度大的结构其经向压缩强度也大,同样,纬纱密度大的结构其纬向压缩强度也大;呈伸直状态的衬纱对提高其所在方向的压缩模量贡献很大.     

Wet powder impregnation for polyethylene composites: preparation and mechanical properties

An alternative processing route for polyethylene–polyethylene composites has been developed. The processing route includes an impregnation step in a suspension of polyethylene powder in propanol. For this step an impregnation and winding machine has been constructed. Further processing steps are the preparation of prepregs and hot compacting to form PE–PE composites. The influence of the impregnation and winding parameters on the fibre volume fractions of the resulting composites are discussed. The mechanical properties of unidirectional reinforced PE–PE composites parallel and perpendicular to the fibre direction are shown in the results of tensile and compression tests. Finally, the failure mechanisms are described by SEM investigations.     

Experimental study on the compression properties and failure mechanism of 3D integrated woven spacer composites

The compressive experiments on the 3D integrated woven spacer composites with different core heights are performed in the flat and warp direction. Macro-fracture morphology and SEM micrographs have been examined to understand the deformation and failure mechanism. The results show that the core height is an important parameter to influence the compressive properties and failure mechanism. For flat compression, the compressive properties decrease with the core height and load–displacement curves exhibit elastic, plasticity plateau and densification stages. For high core height, yet more than one peak load appears. For warp compression, the compressive properties increase greatly with the core height and the curves only have obvious elastic stage. Meanwhile, the failure mechanism is significantly different under the flat and warp compression. For flat compression, core fiber bundles dominate the failure and three typical failure mechanisms have been obtained for different core heights. For warp compression, it is the face sheet rupture and dislocation between the top and bottom face sheets that dominate the failure of the composites.     

三维编织复合材料力学性能的实验研究

对四步法三维编织复合材料的拉伸、压缩和弯曲等性能进行了实验研究，得到了该材料的主要力学性能参数及破坏规律。实验结果表明：三维编织复合材料具有良好的力学性能，而编织工艺和编织结构对复合材料的性能有较大的影响，这些结果为进一步研究复合材料的强度反作用失效问题奠定了实验基础。     

Influence of Hygrothermal Conditioning on the Elastic Properties of Carall Laminates

The influence of hygrothermal conditioning on mechanical properties of Carall laminates have been investigated by tensile and compression tests. The environmental factors can limit the applications of composites by deteriorating the mechanical properties during service. The importance of temperature at the time of conditioning plays an important role in environmental degradation of such composite materials. In this work, the results show that for carbon fiber/epoxy composites tensile and compression values decrease after hygrothermal conditioning. However, the changes on mechanical properties of Carall are negligible, regardless the hygrothermal conditioning.     

泡沫铝孔隙率对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能性能的影响

目的 研究在压缩过程中,泡沫铝孔隙率对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能性能的影响。方法 对制备的泡沫铝-聚氨酯复合材料进行准静态压缩实验。结果 通过准静态压缩实验得出泡沫铝以及不同孔隙率的泡沫铝-聚氨酯复合材料的应力-应变曲线,分析可知泡沫铝孔隙率从94.6%降到93%,其吸能性能增加了71.9%。结论 在泡沫铝中加入聚氨酯形成的泡沫铝-聚氨酯复合材料相比于泡沫铝的吸能性能得到很大提高,且泡沫铝的孔隙率与泡沫铝-聚氨酯的吸能性能成负相关的关系。     

三维编织复合材料的弯曲和压缩性能探讨研究

对四步法三维编织结构增强树脂复合材料的弯曲,压缩性能进行了实验研究,获得了该材料的主要力学性能参数及变形,破坏规律,结果表明,三维编织复合材料具有良好的力学性能,编织结构及复合材料性能有较大的影响,这些结果为进一步研究编织复合材料的强度失效问题奠定了试验基础。     

泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能分析

目的研究泡沫铝孔径(泡沫铝内部孢孔直径)对泡沫铝压缩性能的影响,并对泡沫铝、聚氨酯(PU)、泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能和吸能性能进行对比分析。分析泡沫铝孔隙率、聚氨酯含量对泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能和吸能性能的影响规律。方法对试样进行准静态压缩试验。结果通过准静态压缩试验,分别得出了对应的应力-应变曲线,并通过应力-应变曲线推导出吸能-应变曲线。结论从试验所得的应力-应变曲线和吸能-应变曲线可知,泡沫铝压缩性能、吸能性能随着泡沫铝孔径的增加而变好,且在泡沫铝中加入聚氨酯形成泡沫铝-聚氨酯复合材料后,其压缩性能、吸能性能相对于单纯泡沫铝、聚氨酯有很大提升。当泡沫铝孔隙率一定时,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能、吸能性能会随着聚氨酯含量的增加而变好。当聚氨酯含量一定时,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能、吸能性能会随着泡沫铝孔隙率的减小而变好。     

用金属改质炭纤维增强树脂复合材料制备的耐磨材料

提供了用金属改质的炭纤维增强芳香族聚酰胺复合材料的性质和结构的研究结果。确认了纤维填充物表面对复合材料的形成过程和使用特性有积极的影响