碳纤维对PTFE/Al反应材料动态力学行为和点火特性影响研究

本研究旨在探讨短切碳纤维（carbon fiber,CF）单丝对聚四氟乙烯/铝(PTFE/Al)反应材料动态力学和点火特性的影响.首先，制备了PTFE/Al和PTFE/Al/CF反应材料，开展了材料的动态力学性能测试，获得了力学性能与点火参数，记录了冲击压缩过程.结果表明，添加CF导致PTFE/Al材料的弹性模量大幅降低，弹性模量因子的应变率效应与失效应变因子的应变率效应降低.在此基础上，分析了不同CF质量分数对反应材料的冲击压缩过程与回收试件、冲击点火速度（应变率）阈值的影响.结果表明，纤维通过固结强化作用，低CF质量分数的PTFE/Al/CF试件具有较好的抗动态压缩性和能量吸收效果.随着CF质量分数的提高，TFE/Al/CF反应材料速度（应变率）点火阈值降低，反应强度和反应时间有提高.为碳纤维填充改性PTFE/Al反应材料的设计和冲击应用提供参考.     

HNTs- DEA/PTFE复合材料的力学性能与耐磨性

为改善埃洛石(HNTs)纳米管在基质材料中的分散性,以提高复合材料的力学性能和耐磨性,在HNTs表面接枝亲水分子二乙醇胺制备HNTs-DEA,通过一系列表征手段分析了HNTs-DEA的结构和分散性能.然后制备了HNTs-DEA质量分数为2%的HNTs-DEA/PTFE复合材料,对比分析了改性前后HNTs对聚四氟乙烯(PTFE)材料的力学性能和耐磨性的影响.结果显示, HNTs-DEA/PTFE复合材料的拉伸强度比PTFE略有增强,而断裂伸长率基本保持; HNTs-DEA/PTFE的摩擦系数与PTFE接近,但耐磨性能比PTFE提升约96%:充分展现出二乙醇胺改性HNTs填充PTFE的良好力学性能和耐磨性.     

高分子材料抗微动磨损的转移膜机理

对聚四氟乙烯、聚酰亚胺及其几种填充增强改性的高分子材料与ＧＣｒ１５钢球配对时微动磨损特性进行评价，并通过钢球表面上聚合物转移膜形貌的显微镜观察和组成的能谱分析，探讨高分子材料经填充改性后抗微动磨损性能得到改善的转移膜机理，还讨论了ＰＴＦＥ、石墨、铜粉等固体填充剂的摩擦学行为。     

基于有限元方法的CF/PTFE复合材料界面应力

经表面改性和未经改性的碳纤维（CF）增强聚四氟乙烯（PTFE）复合材料的弹性强度均随着碳纤维含量的增加而增强．以碳纤维增强聚四氟乙烯（CF／PTFE）复合材料弯曲强度试验结果作为依据,开展CF／PTFE复合材料界面应力的研究工作．采用各向异性等参单元,推导出在平面载荷作用下多层纤维增强复合板的层间应力分布．进一步利用有限元方法对CF／PT—FE复合材料的界面进行应力分析,并得到与试验结果相一致的结论．     

玻璃纤维和石墨增强PTFE复合材料的力学性能

通过机械混合、冷压和烧结成型制备了不同质量分数(5%～30%)的玻纤和石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料.测试了不同样品的拉伸、冲击和硬度等力学性能,利用扫描电镜对冲击断面形貌进行观察.结果表明:加入玻纤后,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度迅速下降,弹性模量增加,材料呈脆性;材料硬度随玻纤加入量增加而增加,随软质石墨的加入量增加而减小;玻纤改性处理,会提高复合材料硬度;石墨对材料冲击韧性影响较小,少量加入时对拉伸强度影响也较小;质量分数10%的石墨和20%的玻纤填充增强PTFE复合材料的综合力学性能较好.     

稀土处理对碳纤维增强聚四氟乙烯复合材料拉伸性能的影响

采用空气氧化、空气氧化后稀土改性和稀土改性对碳纤维表面进行处理,并研究了3种表面处理对碳纤维增强聚四氟乙烯(CF/PTFE)复合材料拉伸性能的影响.探讨了稀土含量对于复合材料拉伸性能的影响,并运用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料拉伸试件的断口进行分析.结果表明:稀土处理能够有效地提高碳纤维与聚四氟乙烯基体的界面结合力,从而提高CF/PTFE复合材料的拉伸性能.当稀土元素在表面改性剂中的质量分数为0.3%时,CF/PTFE复合材料的拉伸性能最佳.     

固体材料及其改性后表面耐磨性的测量与评估

介绍了对固体材料及其改性后表面耐磨性的测量与评估，提出在定义材料耐磨性时应考虑其密度，即在特定的压力和研磨对偶材料相同以及保证磨损面积及研磨时间一致的条件下，材料耐磨性的大小应由被磨损的体积来确定，对不锈钢片溅射Ｓｉ３Ｎ４，Ｎｂ２Ｏ５膜及不锈钢片本身的耐磨性做了比较。     

工艺因素对铜石墨烧结材料性能的影响

讨论了受电弓滑板材料的成分、烧结温度、复压等对其密度、硬度、抗弯强度和耐磨性的影响，发现以石墨作为固体润滑剂并经浸油处理可起到自润滑和减摩作用．石墨含量越高，润滑效果越好，但材料强度呈下降趋势；磨损以疲劳剥层为主要机制，材料耐磨性取决于减摩性和基体强度；复压可大幅度地提高材料强度     

碳纳米管填充PTFE的制备及平头型小冲杆测试研究

采用冷压烧结法制备了经过不同表面处理和不同含量多壁碳纳米管(MWCNTs)改性的聚四氟乙烯(PTFE)材料,探索采用平头型小冲杆测试方法对材料进行性能测试。得到了材料的载荷-位移曲线,发现不同的表面处理和不同含量的MWCNTs对聚四氟乙烯复合材料性能具有不同的增强效果。通过对填充材料的扫描电镜(SEM)分析,认为MWCNTs可以导致PTFE材料纤维韧性强化的倾向。     

铝热剂填充改性PTFE/Al含能材料实验研究

为了提高PTFE/Al含能材料的力学特性,利用铝热剂对零氧配比的PTFE/Al含能材料进行了填充改性,并对改性后的含能材料进行了准静态压缩实验,获得最优配比.利用最优配比制备了含能破片,采用25 mm口径弹道炮进行发射,通过高速摄影仪记录破片的冲击过程.试验结果表明,改性后的PTFE/Al力学强度约为纯PTFE/Al的1.3倍,在1 084~1 667 m/s的撞击速度下伴有猛烈的爆炸作用,证明新材料具有可靠的冲击起爆特性,穿甲孔径比为1.91~2.54.     

冷压成型活性材料准静态压缩特性

采用准静态压缩实验的方法,对冷压成型PTFE/Al/W活性材料的力学特性进行了研究。基于准静态应力-应变曲线分析,得到了活性材料密度对抗压强度和杨氏模量的影响规律。结果表明,随着活性材料密度的提高,抗压强度和杨氏模量呈逐渐增大趋势,材料失效裂纹与轴线基本呈30°~45°角。进一步对准静态压缩前、后活性材料试样细观结构电镜扫描分析发现,在一定密度范围内,随着基体材料含量的减少和活性材料密度的提高,准静态压缩载荷作用下材料内部形成的力链数量随之增加,从而导致活性材料抗压强度和杨氏模量的增大。      

聚四氟乙烯的表面改性及粘接性能研究

采用Ar等离子体技术对聚四氟乙烯(PTFE)片材表面预处理,再用热接枝的方法引发甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对其表面进行接枝改性.考察不同等离子体处理条件及接枝单体体积分数对PTFE与钢粘接强度和与水接触角的影响.同时,对接枝后的PTFE用x射线光电子能谱(XPS)进行分析表征.研究结果表明,GMA单体成功地接枝到PTFE表面,当等离子体处理时间为5min、功率为50W、气氛压力为50Pa、单体接枝体积分数为20%时,改性后的PTFE与钢的拉剪强度由处理前的24.6N·cm-2增加到处理后的284.6N·cm-2.     

含氟聚合物辐射气相接枝研究Ⅱ.PTFE辐射气相接枝共聚物结构表征和性能测试

用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和偏光显微镜（ＰＯＭ）研究了聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）辐射接枝气相丙烯酸（ＡＡ）共聚物膜的表面和断面结构，并分析了膜厚与接枝率的关系，以确证ＰＴＦＥ辐照接枝气相ＡＡ的反应为扩散控制反应．还进一步测试了ＰＴＦＥｇＡＡ膜的亲水性和粘接性能，探寻改性ＰＴＦＥ膜的应用前景     

一种反应材料制备及准静态力学特性研究

采用热压烧结法制备Zr/W/PTFE反应材料,利用扫描电镜和材料试验机研究其在常态下的微观组织和准静态压缩力学性能;研究结果表明烧结温度过高或过低都会导致Zr/W/PTFE材料密度和强度降低;静态压缩曲线呈现出明显的弹性变形、非弹性变形和应变软化阶段,并具有应变率效应;试件的压缩破坏有劈裂、剪切和劈裂/剪切3种破坏形态. 该材料呈现出黏弹塑性,采用修正的Sargin模型唯象地建立了材料在低应变率范围内的本构模型,模拟结果与实验曲线符合较好.      

金属添加剂对氟聚物冲击反应材料能量特性的影响

通过分析铝/聚四氟乙烯和镁/聚四氟乙烯冲击反应材料的能量特性,以铝/聚四氟乙烯反应材料为对比典型基准材料,分别用铝粉和镁粉的混合物、铝镁合金粉末代替反应材料中的铝粉,使用Matlab编程分析比较了两种替代材料单位质量的反应热,并提出一种能量特性的评价方法评价了两种替代反应材料在同体积同初速条件下的总能量. 结果表明,两种替代反应材料单位质量的反应热均高于铝/聚四氟乙烯反应材料. 在同体积同初速条件下,铝-镁/聚四氟乙烯反应材料总能量低于铝/聚四氟乙烯反应材料,而在常用的侵彻速度条件下,铝-镁/聚四氟乙烯反应材料的总能量高于铝/聚四氟乙烯反应材料.     

Preparation of β-SiC by combustion synthesis in a large-scale reactor

The feasibility of 5 kg β-SiC synthesized in one batch was demonstrated through igniting the mixture of Si, C-black and polytetrafluoroethylene (PTFE) under different nitrogen pressures. The effect of experimental parameters, including the contents of PTFE, nitrogen pressure, preheating, and raw materials distribution forms were investigated. The results show that the products are β-SiC with equiaxed grains. The average grain size is less than 200 nm. The powders loaded loosely promote reaction heat dispersing, resulting in small grains. High purity β-SiC powders are obtained when the PTFE content is as low as 5wt%, which simplifies the process and decreases the cost effectively. The ceramic sintered from the obtained β-SiC powders presents the hardness of 22.20 GPa, the bending strength as high as 715.15 MPa and the fracture toughness of 8.179 MPa·m1/2, which are higher than those of ceramics fabricated with α-SiC produced by combustion synthesis.     

高Al含量PTFE基材料爆炸冲击压缩特性及反应行为

针对PTFE/Al含能材料在战斗部中的应用需求,研究其在爆炸冲击加载下的压缩特性及反应行为.利用炸药透镜产生平面波加载含能材料的方法,通过锰铜压阻传感器测量被加载的PTFE/Al （质量分数50%,50%）含能材料内的不同位置处压力-时间关系.根据测量数据,得到材料Hugoniot曲线、Murnagham等熵方程与Grüneisen状态方程.结果表明,PTFE/Al含能材料的冲击反应有延迟现象,反应延迟时间在1.0~2.6 μs之间,爆炸冲击载荷引发材料反应的最小压力在11.93~17.98 GPa之间.      

可粘性聚四氟乙烯板材的制备工艺和粘合性能

研究了可粘性聚四氟乙烯(PTFE)板材的制备工艺及其粘合性能.确定了加工工艺参数,讨论了添加剂LW和经表面处理的LW对树脂粘合性能的影响.实验结果显示:通过在PTFE中混合LW,可以有效改善PTFE板材的粘合性能;当采用硅烷偶联剂KH550、十六烷基溴化胺对LW表面进行处理,粘合性能可以进一步提高,并且硅烷偶联剂KH550处理LW的效果更好.