纖維增強聚合物復(fù)合材料性能與制造概述 復(fù)合材料是將兩種或兩種以上不同品質(zhì)的材料通過專門的成型 工藝和制造方法復(fù)合而成的一種高性能新材料，按使用要求可分為結(jié) 構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料，到目前為止，主要的發(fā)展方向是結(jié)構(gòu)復(fù) 合材料，但現(xiàn)在也正在發(fā)展集結(jié)構(gòu)和功能一體化的復(fù)合材料。 通常將組成復(fù)合材料的材料或原材料稱之為組分材料 （constituentmaterials），它們可以是金屬、陶瓷或高聚物材料。 對結(jié)構(gòu)復(fù)合材料而言，組分材料包括基體和增強體，基體是復(fù)合材料 中的連續(xù)相，其作用是將增強體固結(jié)在一起并在增強體之間傳遞載荷； 增強體是復(fù)合材料中承載的主體，包括纖維、顆粒、晶須或片狀物等 的增強體，其中纖維可分為連續(xù)纖維、長纖維和短切纖維，按纖維材 料又可分為金屬纖維、陶瓷纖維和聚合物纖維，而目前用得最多的和 最重要的是碳纖維。范圍在6～8μm內(nèi)，是近幾十年發(fā)展起來的一種

采用真空輔助模壓方法制備了高強玻璃布(sw220)/聚酰亞胺(bmp350)復(fù)合材料,對該復(fù)合材料常溫和高溫條件下的熱、力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,常溫下sw220/bmp350復(fù)合材料具有較高的彎曲和拉伸強度,200℃下復(fù)合材料的強度保持率大于65%,平均熱膨脹系數(shù)約為(6～8)×10-6k-1;dma測試表明玻璃化轉(zhuǎn)變溫度值tg=375℃。

以共聚型二氮雜萘聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚醚砜(ppbes)樹脂為基體,連續(xù)玻璃纖維(gf)為增強體,通過溶液預(yù)浸,熱壓成型工藝制備單向復(fù)合材料。通過對樹脂溶液黏度、復(fù)合材料纖維體積含量測試,并對復(fù)合材料樣條進(jìn)行三點彎曲、層間剪切試驗,研究了纖維體積含量對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,借助斷面形貌分析了復(fù)合材料受力破壞模式。結(jié)果表明,ppbes/gf復(fù)合材料的彎曲強度隨纖維體積含量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,極值出現(xiàn)在纖維體積含量為57%時,彎曲彈性模量和層間剪切強度隨纖維體積含量的增加呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢,復(fù)合材料的受力破壞模式為界面脫粘破壞和樹脂基體內(nèi)部破壞同時存在。

塑料逐步取代了一些傳統(tǒng)材料，如金覆等。在這一過程中，纖維增強材料的使用推動了這一趨勢的進(jìn)一步發(fā)展。本文闡述了纖維怎樣與塑料更有效地復(fù)合。

碳纖維增強鋁基復(fù)合材料 (2)

碳纖維增強鋁基復(fù)合材料

利用材料試驗機、掃描電鏡、高頻微波儀及差示掃描量熱儀研究了玻璃纖維布增強環(huán)氧樹脂(ep)/聚苯醚(ppo)復(fù)合材料的彎曲性能、相態(tài)、介電性能和耐熱性。結(jié)果表明,樹脂含量對ep/ppo復(fù)合材料的彎曲強度和介電性能影響很大,在樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為40%時,復(fù)合材料的彎曲強度最大;當(dāng)樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30%時,介電常數(shù)的理論預(yù)測值與實驗結(jié)果基本符合;硅烷偶聯(lián)劑kh-550處理玻璃纖維布制得復(fù)合材料的彎曲性能較優(yōu);玻璃纖維布增強ep/ppo復(fù)合材料的熱性能比純ep/ppo樹脂的熱穩(wěn)定性好。

碳纖維增強鋁基復(fù)合材料

碳纖維增強復(fù)合材料

通過溶膠-凝膠法,采用含有機添加劑的正硅酸乙酯醇溶液,經(jīng)二次水解、縮聚、干燥和燒結(jié)在碳纖維表面形成均勻sio2涂層。該涂層改善了碳纖維與鎂合金基體的潤濕性,實現(xiàn)了低壓液相浸滲制備c/mg復(fù)合材料,并提高了復(fù)合材料的阻尼性能。

制備不同配比的碳纖維(cf)、玻璃纖維(gf)增強pa6/hdpe復(fù)合材料。對其摩擦磨損性能和力學(xué)性能進(jìn)行測試,用顯微鏡對復(fù)合材料拉伸斷面進(jìn)行觀察。結(jié)果表明:碳纖和玻纖對pa6/hdpe復(fù)合材料的摩擦磨損性能和力學(xué)性能均有一定的改善作用,其中碳纖質(zhì)量含量為3%時對pa6/hdpe復(fù)合材料力學(xué)性能和摩擦磨損性能的改善效果較好,其拉伸強度、彎曲強度及沖擊強度比未加纖維的pa6/hdpe分別提高了21.6%、38.8%和40.5%;其100n和200n載荷下的磨損量分別為未加纖維的pa6/hdpe的71.5%和75.6%。

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研究用釩絲作為增強相的原材料,利用釩絲與高碳鋼中碳原子原位反應(yīng),制備碳化釩-高碳鋼復(fù)合材料。結(jié)果表明,試驗制備得到了v8c7硬質(zhì)相,顆粒大小范圍約為4~9μm,均勻分布的顆粒有利于提高復(fù)合材料的組織穩(wěn)定性。在本試驗條件下,復(fù)合材料的耐磨性是高碳鋼標(biāo)準(zhǔn)試樣的4.17倍。

纖維增強復(fù)合材料簡稱frp,這種材料中有較大的強度和較良好的耐久性,這是其他材料都無法比擬的.碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料相比其他材料具有較好的耐高溫、耐腐蝕、質(zhì)量輕等特點.文章對玻璃纖維布及碳纖維布增強酚醛環(huán)氧樹脂復(fù)合材料性能進(jìn)行了研究.

利用在線溶液浸漬法制備預(yù)浸帶,采用原位固結(jié)的方式進(jìn)行連續(xù)玻璃纖維增強pek-c復(fù)合材料的纏繞成型工藝研究。分析了纏繞速度、加工溫度及樹脂含量等因素對nol環(huán)層間剪切強度的影響,研究發(fā)現(xiàn)在一定的纏繞速度和加工溫度范圍內(nèi),可制得性能良好的nol環(huán)纏繞構(gòu)件。sem斷口形貌分析表明,樹脂和纖維分布均勻,界面粘接良好。該方法的研究,為高性能熱塑性樹脂基復(fù)合材料的纏繞成型提供了一種有效手段。

以針刺炭纖維整體氈為預(yù)制體,聯(lián)用化學(xué)氣相沉積法與熔融滲硅法制得炭纖維增強c/sic雙基體(c/c-sic)復(fù)合材料;研究了c/c-si材料的顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和不同制動速度下的摩擦磨損性能及機理。結(jié)果表明:c/c-sic材料具有適中的纖維/基體界面結(jié)合強度,彎曲強度和壓縮強度分別達(dá)240mpa和210mpa,具有摩擦系數(shù)高(0.41～0.54),磨損小(0.02cm3/mj),摩擦性能穩(wěn)定等特點.隨著制動速度提高,c/c-si材料的摩擦磨損機制也隨之變化:在低速制動條件下主要表現(xiàn)為磨粒磨損;中速時以黏著磨損為主;高速時以疲勞磨損和氧化磨損為主。

復(fù)合材料增強材料

中材科技膜材料公司于日前開發(fā)出“高效過濾工業(yè)粉塵用復(fù)合針刺氈覆膜濾料”，該項目產(chǎn)品是在普通濾料上覆一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)多微孔薄膜，大部分粉塵被截留在薄膜表面外，起到“一次粉塵層”的作用，可過濾pm2．5的細(xì)微顆粒，濾后粉塵排放理論值接近于“零”。覆膜濾料的制備技術(shù)長期以來一直被國外公司壟斷，中材科技膜材料公司通過科技研發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，率先打破國外壟斷。

對增強襯紗為玻璃纖維和芳綸纖維的緯編雙軸向多層襯紗織物的拉伸性能進(jìn)行測試,介紹了試驗方法,并對試驗結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)果表明:該類復(fù)合材料具有很好的拉伸性能,兩種纖維的增強復(fù)合材料橫向拉伸性能均優(yōu)于縱向,其拉伸斷裂都為脆性斷裂。

本文主要對高性能纖維的緯編雙軸向多層襯紗織物增強復(fù)合材料的彎曲性能進(jìn)行研究分析。本文所用的增強纖維為玻璃纖維和高強聚乙烯纖維兩種,增強織物包括玻璃纖維織物、高強聚乙烯纖維織物及玻璃纖維/聚乙烯纖維層間混合織物三種,基體為乙烯基酯樹脂,文中著重對幾種復(fù)合材料的彎曲性能進(jìn)行測試和分析比較。分析結(jié)果表明,該類復(fù)合材料有很好的彎曲性能,含有玻璃纖維的橫向彎曲破壞有其特點,玻璃纖維為脆性破壞,而聚乙烯纖維表現(xiàn)為屈曲破壞。

纖維增強改性聚合物復(fù)合材料

碳纖維增強復(fù)合材料在制備、加工到裝配、服役過程中,由于熱膨脹不匹配等原因會導(dǎo)致材料內(nèi)部出現(xiàn)分層、裂紋等缺陷,這些缺陷往往使材料處于一定的應(yīng)力狀態(tài)。這些應(yīng)力狀態(tài)有些對結(jié)構(gòu)有益,而大多會使分層、裂紋等缺陷加劇進(jìn)而造成結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性的大幅下降,在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中必須充分認(rèn)識有害的殘余應(yīng)力。精確快速地檢測復(fù)合材料所處的應(yīng)力狀態(tài),對于準(zhǔn)確評估結(jié)構(gòu)的強度、穩(wěn)定性和使用壽命至關(guān)重要。總結(jié)了有損和無損應(yīng)力檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀,并通過分析不同檢測方法的優(yōu)勢與不足,指出了今后碳纖維增強復(fù)合材料應(yīng)力檢測研究工作的發(fā)展趨勢。