硅灰石復合材料力學性能的研究

RTM聚酰亞胺復合材料力學性能研究

測試了兩種不同經(jīng)緯編織密度和不同含膠量的碳布/環(huán)氧復合材料的基本力學性能,對碳纖維復絲及碳布在復合材料中的強度利用率作了比較與分析。結果表明:適當增大含膠量有利于改善復合材料的力學性能;經(jīng)緯編織密度對復合材料力學性能的影響同樣不可忽視。

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采用溶膠-凝膠法制備硅灰石-磷灰石(aw)納米前驅(qū)體粉,并結合有機泡沫浸漬工藝、物理包被殼聚糖(cs)法制備aw/cs復合支架材料。以掃描電鏡、抗壓強度測試儀對支架材料的顯微結構和力學性能進行表征,把兔骨髓基質(zhì)干細胞(bmscs)與支架材料體外復合培養(yǎng)評價材料的細胞相容性,將細胞與支架材料一起構建體外組織工程骨植入兔的骨缺損處,用組織學的方法評價支架材料的生物相容性和成骨能力。結果表明:復合支架材料具有大孔/微孔結構、孔隙分布均勻和相互貫通的優(yōu)點,大孔孔徑在100～500μm,孔隙率為80%～90%,復合支架材料適宜骨髓基質(zhì)干細胞(msc)黏附、增殖和分化,無細胞毒性。細胞復合材料的動物體內(nèi)研究表明:mscs與aw/cs復合支架材料體外構建的新型組織工程骨具有較高的成骨能力和良好的骨缺損修復能力。

柔性石墨成型條件對復合材料力學性能影響研究

將聚乳(酸pla)接枝到硅灰石粒子表面進行改性,制備了pla-g-硅灰石/pla復合材料,考察了復合材料的微觀結構、力學性能和降解性能。結果表明:pla-g-硅灰石提高了無機粒子與pla基體的相容性,并使無機粒子在基體中的分散更加均勻;與硅灰石/pla復合材料相比,pla-g-硅灰石/pla復合材料的拉伸性能和彎曲性能增強降,解速度減慢并,且在降解過程中保持了較好的力學性能。

采用熔融共混法制備了玻璃微珠/聚丙烯(gb/pp)復合材料,研究了玻璃微珠含量及表面處理對復合材料微觀結構、力學性能及介電性能的影響。結果表明:隨著玻璃微珠含量的增加,復合材料的拉伸強度和伸長率下降,而彈性模量增加。微觀結構分析表明:經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑kh-550和eb-151處理的玻璃微珠與聚丙烯之間的界面粘接性得到提高,復合材料的拉伸強度、彈性模量和伸長率明顯改善;偶聯(lián)劑的用量對復合材料的力學性能有明顯的影響,其最佳用量為2%。復合材料的介電常數(shù)和介電損耗隨玻璃微珠含量增加呈現(xiàn)增大的趨勢,且經(jīng)過改性的復合材料的介電常數(shù)和介電損耗比未經(jīng)改性的有所增加。

利用胺類改性劑m處理木粉,研究了改性劑m和力學性能改性劑丙烯腈-苯乙烯共聚(物as)的用量對聚氯乙(烯pvc)基復合材料力學性能的影響。結果表明:隨著改性劑m用量的增加,復合材料的拉伸強度、無缺口沖擊強度、彎曲強度以及彎曲模量都呈先上升后下降的趨勢,且當m用量略大于2%時達到最大值;隨著as用量的增加,復合材料的拉伸強度、彎曲強度及彎曲模量都呈逐漸上升的趨勢,無缺口沖擊強度呈逐漸下降的趨勢到,8%時趨于平緩。

綜述了國內(nèi)外界面改性增強塑木復合材料力學性能的研究進展,包括界面改性增強的作用機理、木纖維的表面改性、塑料的表面改性和添加界面相容劑等,并展望了塑木復合材料界面改性研究的未來趨勢。

通過采用普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、硅灰、堿水劑、以及pva纖維進行水泥基復合材料配合比試驗,設計和制作了不同尺寸立方體、棱柱體、抗拉和抗折試件。通過試驗,獲得了水泥基復合材料的不同尺寸立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、抗折強度、抗拉強度,分析了pva纖維不同尺寸間水泥基復合材料力學性能之間的相互關系,并建立了相對應的數(shù)學模型,研究結果為pva纖維水泥基復合材料的工程設計及工程應用質(zhì)量評價提供理論依據(jù)。

以聚磷酸銨(app)作為阻燃劑,用擠出成型法制備具有阻燃性的pe基木塑復合材料,研究app含量對木塑復合材料的靜態(tài)力學性能以及動態(tài)力學性能的影響。靜態(tài)力學研究結果表明:加入app的木塑復合材料的彎曲強度和沖擊強度均比未加入app的木塑復合材料有所增加,當app質(zhì)量含量為16%時,彎曲強度和沖擊強度均達到最大值,分別為66.94mpa和13.38kj/m2;動態(tài)力學研究結果表明:不同app含量的木塑復合材料在60.2～70.4℃之間均存在明顯的松弛,當溫度低于松弛溫度時,木塑復合材料的存儲模量(e')較大,而溫度高于松弛溫度時,木塑復合材料的存儲模量明顯減小;隨著app含量增加,木塑復合材料的損耗模量(e″)和損耗因子(tanδ)均先降低然后升高。

通過改變高密度聚乙烯（hdpe）和聚苯乙烯（ps）的混合比例，設計了7種制作木塑復合材料的方案．hdpe：ix5分別為0：10、1：9、2：8、3：7、4：6、5：5、10：0。按照不同設計方案，選用相應的擠出工藝參數(shù)制作木塑復合材料型材，按照塑料檢測標準對其進行力學性能檢測以及掃描電鏡觀察，找出最優(yōu)的配方工藝。

主要研究了不同樹脂含量下,碳布/環(huán)氧復合材料的經(jīng)向拉伸和緯向壓縮性能,并初步探討了樹脂含量對復合材料拉伸、壓縮性能的影響機理。試驗結果表明:樹脂含量對復合材料力學性能的影響較大,當樹脂質(zhì)量含量在42%～45%之間時,拉伸、壓縮性能較好。

本文采用苯乙烯作改性bmi樹脂的活性稀釋劑以降低樹脂粘度,并對該樹脂體系進行了dsc測試和ir光譜分析。實驗表明,加入苯乙烯后,樹脂體系的反應活性極大提高,固化溫度降低。實驗還研究了苯乙烯的用量對t700/bmi復合材料力學性能的影響,結果表明,隨著苯乙烯用量的增加,t700/bmi復合材料的拉伸強度、彎曲強度及層間剪切強度逐漸增大,但苯乙烯用量超過15%(w%)時,拉伸強度呈下降趨勢,而彎曲強度和層間剪切強度則繼續(xù)增大,直到苯乙烯用量超過25%(w%)時,才呈下降趨勢。因此,苯乙烯的用量控制在15%～25%(w%)較為合適。

采用硅烷、鈦酸酯和馬來酸酐接枝聚乙烯制備竹塑復合材料,研究偶聯(lián)劑的種類和含量對竹塑復合材料性能的影響。結果表明:采用硅烷和馬來酸酐接枝聚乙烯兩種偶聯(lián)劑制備的復合材料,具有較高的拉伸強度、沖擊強度和彎曲強度。馬來酸酐接枝聚乙烯的加入量達到竹粉質(zhì)量含量的9%左右時,材料的沖擊強度最高。

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采用基本斷裂功法(ewf)評價了高密度聚乙烯(pe-hd)/硅灰石/馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(poe-g-mah)復合材料處于平面應力與平面應變過渡狀態(tài)下試樣的斷裂行為,研究了不同硅灰石含量對復合材料斷裂行為的影響。對該體系ewf方法的適用效果以及試樣所處的應力狀態(tài)進行了驗證,用線性回歸法處理數(shù)據(jù)成功得到了各斷裂功參數(shù)。結果表明,隨著硅灰石含量的增加,pe-hd/硅灰石/poe-g-mah復合材料的比基本斷裂功增加,比塑性功降低;復合材料的斷裂韌性主要取決于屈服后材料抵抗裂紋擴展的能力,復合材料的塑性變形能力也更依賴于屈服后的行為;pe-hd/硅灰石/poe-g-mah復合材料的缺口沖擊強度隨著硅灰石含量的增加而降低,缺口沖擊強度高的材料比基本斷裂功卻較小。

在灰色神經(jīng)網(wǎng)絡組合預測模型建模的基礎上,以木塑纖維復合材料加工主要因素的正交設計試驗結果為數(shù)據(jù)樣本,建立木塑纖維復合材料力學性能工藝指標的預測模型。以木塑纖維復合材料加工主要因素作為輸入量,對這些變量進行灰色gm(1,n)預估,再進行bp神經(jīng)網(wǎng)絡預測,獲得木塑纖維復合材料力學工藝指標的預測。結果表明,所建立的預測模型能夠很好地預測出木塑纖維復合材料的力學性能及工藝指標。

復合材料力學是固體力學的一個新興分支,它研究由兩種或多種不同性能的材料,在宏觀尺度上組成的多相固體材料,即復合材料的力學問題.近代復合材料最重要的有兩類:一類是纖維增強復合材料,另一類是粒子增強復合材料.復合材料力學的研究可分為微觀力學和宏觀力學.在此基礎上重點分析了陶瓷納米復合材料、碳納米管聚合物復合材料和纖維增強樹脂基復合材料的力學性能.

第14卷 1997年 　 第4期 10月 復　合　材　料　學　報 actamateriaecompositaesinica vol.14　　no.4 october　　1997 　　收修改稿、初稿日期:1996-07-29,1996-04-04 　　得到高分子材料工程國家重點實驗室基金、四川省科委基金資助 玻璃纖維增強聚乙烯復合材料力學 及摩擦性能的研究 黃金貴　王　琪　孔祥安*　張　鷹 (高分子材料工程國家重點實驗室,成都科技大學高分子研究所,成都610065) (*西南交通大學應用力學研究所,成都610031) 摘　要　本文制備了結構-性能不同的纖維增強聚乙烯基復合材料,研究了纖維含量及纖維取向 對聚乙烯基復合材料力學性能和摩擦性能的影響。實驗結果表明:纖維含量及

不同屈服點金屬復合材料力學和阻尼性能研究——根據(jù)材料塑性耗能原理提出了不同屈服點復合材料的構想，提出了不同屈服點金屬復合材料的力學模型及阻尼比計算公式；通過單向拉伸試驗和單向往復加載卸載拉伸試驗分別研究了不同屈服點復合材料的力學行為和阻尼性能...

提高力學性能是材料進行復合的主要目的之一。復合材料的常溫力學性能主要取決于增強劑,而高溫力學性能則與基體材料的耐熱性密切相關。界面對復合材料的力學性能具有重要的影響,界面微裂紋的產(chǎn)生、擴展和中止以及剝離等將對復合材料的力學性能產(chǎn)生嚴重的影響。正由于界面影響的復雜性,目前描述復合材料力學性能的公式尚處于經(jīng)驗或半經(jīng)驗階段,尚未達到系統(tǒng)理論化程度。