玻璃纤维增强体形式对酚醛泡沫性能的影响

针对酚醛泡沫脆性大、强度低等缺点,采用3种不同增强形式的玻璃纤维增强体,即短切玻璃纤维(SGF)、酚醛树脂浸渍固化的玻璃纤维针(GFN)及三维间隔连体织物,对酚醛泡沫进行增强.研究了纤维含量和纤维长度对酚醛泡沫压缩性能的影响规律,对比了不同增强形式纤维增强酚醛泡沫复合材料的压缩性能与保温性能.结果表明:当SGF长度为3 mm,与基体质量比为5%时,SGF增强酚醛泡沫的比压缩强度最佳,较纯泡沫的提高了21%;GFN(长度5 mm,与基体质量比为25%)增强酚醛泡沫的比强度提高8%;三维间隔连体织物增强酚醛泡沫的比强度虽略有下降,但其压缩强度(0.239 MPa)达到了承重类酚醛泡沫的要求.SGF和GFN增强的酚醛泡沫的热导率与纯酚醛泡沫的相比略有上升,但仍符合高效保温材料的要求;三维间隔连体织物增强酚醛泡沫的热导率上升明显.     

羧基碳纳米管增强酚醛泡沫的压缩性能及热性能

研究了羧基碳纳米管(CNT-COOH)增强酚醛泡沫复合材料的制备工艺、微观结构、压缩性能和热性能,并结合红外光谱和泡沫在不同压缩应变下的变形破坏形貌,探讨了CNT-COOH对酚醛泡沫的增强机制。结果表明,CNT-COOH作为异相成核剂,使酚醛泡沫泡孔的平均尺寸减小,泡孔密度增大; 随着酚醛泡沫中CNT-COOH含量增加,CNT-COOH/酚醛泡沫复合材料的压缩模量和压缩强度提高。红外分析表明,CNT-COOH可能未与酚醛泡沫发生固化反应。CNT-COOH/酚醛泡沫复合材料在不同压缩应变下的SEM分析表明,CNT-COOH位于泡孔的孔壁上,并通过CNT-COOH/酚醛泡沫的界面传载作用承受了一定载荷,增强了泡沫的力学性能。热重分析和垂直燃烧试验表明,CNT-COOH作为稳定剂,降低了泡沫的热降解速率,使其热稳定性和阻燃性能均略有提高。     

高强织物防穿刺作用特征与机制分析

高强织物广泛应用于防刺领域。为了研究高强织物防穿刺作用特征与机制,自行设计了可调重量与高度的自由落体式实验装置,选用单刃刀、三棱刀、锥对芳纶与超高分子量聚乙烯纤维织物进行刺入实验,考察了冲击能量、刀具截面形状、刺入角度对穿刺作用的影响,研究了织物纤维种类、结构、叠层密度与织物防穿刺作用的关系,分析了刀具对高强织物穿刺作用的机制。结果表明,穿刺效果主要由能量的大小决定,受其速度、质量的组成比例影响较小;刀具的截面形状决定其穿刺织物时的剪切破坏与排挤破坏的组成形式;防刺材料的结构是影响其防穿刺性能的关键因素,同种材料不同结构织物抗排挤能力越强。织物对锥和单刃刀的防穿刺能力越强。对三棱刀的防穿刺能力变化不明显。     

高温处理对几种玄武岩纤维成分和拉伸性能的影响

选取5种国产玄武岩纤维,采用X射线荧光光谱法和纤维单丝拉伸测试等方法,研究200~800℃空气气氛和氮气气氛处理前后纤维的化学成分、物理特性和拉伸性能等变化,以揭示玄武岩纤维的耐高温性能。结果表明:空气气氛下高温处理后由于表面处理剂的去除,玄武岩纤维表面更加光滑,直径略微变小,同时质量减少;SiO_2,Al_2O_3质量分数减小,而FeO+Fe_2O_3,CaO,MgO质量分数都增大,其中FeO+Fe_2O_3的质量分数增加最多,增幅最大达到21%。200℃处理后玄武岩纤维单丝拉伸强度有一定降低,强度保留率最大为98.3%,400℃处理后强度明显下降,强度保留率最高达到64.6%,800℃处理后强度保留率均不足20%。此外,纤维断裂伸长率随温度的升高而减小,弹性模量增大。与空气气氛相比,氮气气氛下纤维强度保留率更高,拉伸性能更稳定。     

小型垂直轴风机叶片制备与设计实验验证

针对小型垂直轴风机的设计,采用低成本的闭模成型工艺制备了多种类型的复合材料风机叶片,通过实际运转实验验证了不同设计参数对风机运行情况的影响。结果表明,该成型工艺制作的叶片尺寸精确、质量稳定,满足平衡性要求;H叶片的启动性逊于S叶片,但具有优异的加速性能;可以通过增加叶片数目以及加大风轮旋转直径有效降低风机启动风速,并提高其转速;安装阻力型叶片可以有效改善升力型叶片的启动性能,但对风机所能达到的高额定转速影响不大;叶片安装角度的改变对风机启动及转动性能的影响随着安装角度的增大呈先提高后降低的趋势。