光学法测量单根纤维接触角的影响因素

采用光学法测量了不同材质单根纤维的接触角,并对测量单根纤维接触角的影响因素进行分析。结果表明:不同的纤维制备方法制取的纤维接触角不同,其中,硝酸-氯酸钾离析的纤维接触角与次氯酸钠和过氧化氢-冰醋酸离析的纤维接触角差异比较显著。同一处理方式得到的不同纤维的接触角不同,苎麻纤维接触角最小。对于单根天然植物纤维,环境的温、湿度都会影响其接触角,湿度的影响更明显;对于单根再生纤维素纤维,温度对接触角几乎没有影响,湿度的影响较大;对于单根化学合成纤维,环境的温、湿度对其影响较小,湿度几乎没有影响。     

几种高性能芳纶纤维的耐光性评价

利用氙弧灯和碳弧灯分别照射3种高性能芳纶纤维（Kevlar 129,Zylon AS（PBO）和Kermel纤维）,分析它们力学性能的变化.Kevlar 129纤维耐光性最好,Kermel纤维耐光稳定性最差.实验发现,尽管Zylon AS（PBO）纤维初始强力最高,但其耐光性较差,在光照条件下下降剧烈.同时发现碳弧灯下纤维试样的损失比氙弧灯下辐照损失大.通过纤维表观和断裂端形貌观察可清楚看出,这3种高性能纤维都因光辐照损伤,且都有脆性断裂特征.     

玻璃包覆纯铜微丝的力学性能

以实验室制备的玻璃包覆纯铜微丝为研究对象,对玻璃包覆纯铜微丝及去除包覆层的纯铜芯丝进行了力学性能评价和断口形貌分析.结果表明:外径45μm、包覆层厚度7.5μm和外径27μm、包覆层厚度6.0μm的玻璃包覆纯铜微丝极限拉伸载荷分别为0.268N和0.237N;纯铜芯丝的拉伸应力应变曲线表现出较低的加工硬化率,屈服强度与抗拉强度比值在0.75以上;纯铜芯丝抗拉强度随直径的减小而增大;直径10μm芯丝的平均抗拉强度可达547.9MPa,延伸率约为2.5%;芯丝断裂模式为滑移延伸断裂.     

室温下TC11钛合金准静态拉伸力学性能实验研究

针对典型航空材料TC11钛合金的拉伸性能,采用准静态拉伸实验对不同应变率条件下的TC11钛合金的应力-应变关系进行了研究,利用扫描电镜分析了其拉伸断口形貌。实验结果表明:TC11钛合金具有一定的应变率敏感性,抗拉强度和屈服强度均会受到应变率的影响;准静态拉伸时TC11钛合金试样出现了颈缩现象,试样截面形状为杯锥状,试样断口存在光滑的剪切唇区和灰色的纤维区,其断裂属于韧性断裂,但是其韧性较差;TC11钛合金拉伸断口形貌主要为大小不一的韧窝,随着应变率的增大,试样拉伸断口韧窝的大小和深度均变小,同时出现了少量的撕裂棱和准解理面,试样的断裂机制为以韧性断裂为主和伴有准解理断裂。因此,在准静态拉伸条件下,TC11钛合金的力学行为与应变率有关。     

钨合金力学性能的温度响应

研究90WNiFe(90钨合金)在25～900 ℃的力学性能及断口形貌,得到了温度对90钨合金微观组织和力学性能的影响规律.研究结果表明,随着温度的升高钨合金抗拉强度逐渐下降,断口形貌由钨颗粒解理断裂和粘结相的韧性撕裂为主逐渐向钨颗粒与粘结相界面分离为主转变,钨合金的抗拉强度主要受断口断裂模式的影响;延伸率随温度的升高出现先上升后下降的变化规律,在350 ℃出现峰值,延伸率的变化是合金断口断裂模式的变化和粘结相与钨颗粒塑性变形共同作用的结果.     

TIG焊工艺对5083铝合金焊接接头力学性能的影响

5083铝合金焊接接头的力学性能是影响产品质量的关键因素之一.设定不同TIG焊工艺,用6012铝合金焊丝对10 mm厚的5083铝合金板进行焊接.焊接试样分为四组,在氩气流量、层间温度相同的情况下,四组试样分别采用五层不同焊接电流、焊速、不填丝自熔或加硼方式的焊接工艺.通过对四组试样进行拉伸实验、断口形貌观察,结合金相组织分析,探究TIG焊工艺对5083铝合金焊接接头力学性能的影响.结果表明：中厚板5083铝合金TIG焊接,采用6012铝合金焊丝,层间温度控制在80 ℃,第五道焊道采用不填丝自熔时,焊接接头的综合力学性能最好.     

锈损冷成型钢表面形貌及力学性能

为研究锈蚀对冷成型钢表面形貌特征和力学性能的影响,对工业环境下服役10 a的冷成型钢进行表面三维形貌扫描、单调拉伸试验和断口扫描,得到了锈蚀钢材表面二维和三维形貌图、锈蚀损伤参数、应力-应变曲线、力学性能指标以及微观断口形貌图,并分析了锈蚀损伤参数、力学性能指标的变化规律,最后建立了锈蚀冷成型钢材料本构模型.结果表明:随着锈蚀程度增加,钢材表面蚀坑数量减少且蚀坑形貌发生明显变化,均匀锈蚀所占比例、最大蚀坑深度逐渐增大,锈蚀钢材表面变得越来越粗糙;弹性模量、屈服强度、极限强度、断后伸长率随材料损失率的增加呈线性下降趋势,屈服平台变短甚至消失,宏、微观断口形貌变化明显,并且所建立的本构模型能够精准地反映锈蚀冷成型钢应力-应变曲线的变化趋势.     

玄武岩纤维-微硅粉混凝土力学性能研究

为了提高高强混凝土的阻裂性能及韧性,以C60高强混凝土为研究对象,混掺玄武岩纤维和微硅粉矿物掺合料,通过正交试验方法,研究了玄武岩纤维和微硅粉对高强混凝土力学性能以及抗裂性能的影响。在混凝土基本力学性能试验中得到掺合料的最佳掺量基础上,通过圆环抗裂试验研究了两种掺合料对混凝土抗裂性能的影响效果。结果表明:当玄武岩纤维掺量为3kg/m~3、微硅粉掺量为7%时,混凝土的基本力学性能达到最佳值;玄武岩纤维-微硅粉混凝土相对微硅粉混凝土的裂缝降低系数为56.3%。由此得出结论:玄武岩纤维-微硅粉混凝土能够增强高强混凝土的基本力学性能和抗裂性能。     

稀土元素Ce对Ti-Ni形状记忆合金力学性能的影响

采用拉伸试验研究了稀土元素Ce对Ti—Ni合金力学性能的影响,通过扫描电镜对Ti—Ni—Ce合金的断口形貌进行观察。实验结果表明,添加稀土元素Ce使Ti—Ni合金的应力-应变行为有显著影响。在马氏体状态拉伸时,当x（Ce）低于0．5％时,合金的应力-应变曲线出现明显的屈服平台;而当％（Ce）超过1％时,合金的应力-应变曲线上无明显的屈服平台,以连续屈服和强烈的加工硬化为特征。随Ce加入量增加,合金的延伸率降低、脆性增大,断裂类型由微孔聚集型的韧性断裂逐渐转变为沿晶脆性断裂。因此,Ce的加入量不能超过1％,否则将损害Ti—Ni合金的使用性能。     

麻织物力学性能探讨

麻纤维是世界上最早被人类所使用的天然纤维,在耐用、保健以及舒适性能等方面具有其他纤维难以比拟的优势。论文选取亚麻、苎麻、罗布麻、棉及混纺织物进行对比研究,分析了麻织物的拉伸、撕破、顶破、耐磨等力学性能,得出了几种不同麻织物的力学性能,为更好地开发不同麻类纺织品提供了理论依据。     

异种材料单搭接接头力学性能

为研究异种材料在不同连接方式下的失效特点并促进胶铆接头在工程中的应用普及,以碳纤维/铝合金单搭接接头为研究对象,对胶接、铆接和胶铆混合连接接头的静态拉伸力学性能开展了试验研究。以胶黏剂材料和铆钉材料为研究变量,讨论了单搭接胶接接头和铆接接头的拉伸力学行为,并从中分别选择了两种胶黏剂和铆钉材料进行组合,重点研究了胶铆接头的交互作用,同时也探讨了铆接方向对接头的影响。研究结果表明,从载荷-位移曲线上看,胶接接头呈现脆性的断裂特点,铆接接头呈现韧性的断裂特点,胶铆接头综合了胶接和铆接的断裂特点,且胶黏剂先断裂失效。另外,铆接方向对铆接和胶铆接头的力学性能有重要影响;当铆钉从碳板侧插入时,其力学性能会优于铆钉从铝板侧插入制备的连接接头。强胶弱铆组合制备的胶铆接头表现出最强的正交互作用,因此其材料的利用率最高。该研究为工程实际中复合材料与金属材料间的连接提供了设计依据和指导方法。     

SHPB加载下含不同倾角裂隙的类岩石试样力学特性

 为研究裂隙倾角对类岩石试样的强度与变形特性、裂纹扩展规律及破坏过程的变化趋势的影响,对含有不同倾角的预制裂隙类岩石试样进行霍普金森杆（SHPB）加载试验。研究发现,SHPB加载作用下类岩石试样的应变阶段分段不明显,基本不存在应变软化阶段以及残余强度段。SHPB加载作用下,类岩石试样的峰值强度的变化趋势与静载荷作用下基本相同。随着预制裂隙倾角变化呈先变大后减小的V字形变化。在裂隙倾角为45°时,试样的峰值强度最小,0°和90°试样的峰值强度与完整试样极其接近。且SHPB加载作用下的类岩石试样的强度增加比较缓慢,峰值强度基本都小于相同条件下静载荷的峰值强度。随着预制裂隙倾角的增大,起裂角逐渐减小。当预制裂隙倾角较小时（0°,15°）,起裂角接近90°。与静载荷作用下的变化趋势是一致的。SHPB加载过程与静载荷不同,类岩石试样从开始加载至完全破坏总时间为约为2 s,速度极快。     

钢-玄武岩混杂纤维道面混凝土力学性能试验研究

结合道面混凝土的使用特点及要求,为提高道面混凝土的基本力学性能,对钢-玄武岩混杂纤维道面混凝土(steel-basalt hybrid fibers reinforced pavement concrete,简称SBHFRPC)的工作性及基本力学性能进行了比较系统的试验研究。试验通过对比分析研究了钢纤维以0.9%、1.2%、1.5%、1.8%四种体积掺率和玄武岩纤维以0.05%、0.10%、0.15%三种体积掺率相互混杂对机场道面混凝土抗折、抗压强度性能的影响规律,同时,对钢-玄武岩混杂纤维机场道面混凝土的基本力学增强机理进行了一定的分析。试验结果表明:混杂纤维对道面混凝土有较好的力学增强性能,在钢纤维掺量为1.5%,玄武岩纤维掺量为0.10%时达到最佳。     

碳化锆/锆涂层炭纤维的制备及其拉伸性能研究

在一定反应温度范围内以熔盐为介质通过炭纤维与金属锆反应制备出碳化锆/锆涂层炭纤维,并在反应温度为800℃时,研究反应时间对碳化锆/锆涂层炭纤维表面相组成、形貌及其拉伸性能的影响。结果表明,800℃可制备均匀致密的碳化锆/锆涂层;且随着反应时间的延长,碳化锆/锆涂层厚度略有增加;涂层后炭纤维的拉伸强度和拉伸模量比原炭纤维的相应值略有减小。     

热处理对酪蛋白改性丙烯腈纤维力学性能的影响

对4种不同投料比酪蛋白接枝丙烯腈纤维的不同热处理条件下机械性能进行了研究.结果显示,酪蛋白接枝改性丙烯进纤维的性能随温度变化比较敏感,且酪蛋白投料比含量越大,高温处理对纤维交互作用的影响越显著,纤维的断裂强度和断裂伸长均有所提高.但高温处理后酪蛋白纤维由于热氧化分解而使其颜色逐渐发黄.纤维的横截面SEM图像显示了不同投料比改性纤维的内部结构.     

金属离子对PAN基碳纤维结构和性能的影响

采用浸渍的方法,将钠、铁离子引入聚丙烯腈(PAN)纤维。经预氧化、低温碳化后,分别在1200、1300、1500℃温度下,对PAN纤维进行高温碳化处理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、体密度、力学性能等测试手段研究了金属离子对PAN基碳纤维结构和性能的影响。结果表明,添加金属离子后,1500℃处理的碳纤维(002)面的层间距减小,碳纤维的抗拉强度降低,碳纤维的弹性模量增加;碳纤维横断面结构尺寸大小不一,结构疏松。金属离子的加入,一方面能促进碳纤维的乱层结构向石墨结构的转变,弹性模量增加;另一方面使碳纤维的缺陷增加,抗拉强度降低。     

具有不同插入层的CrNx涂层的结构和性能

采用直流反应磁控溅射技术,在AISI 304不锈钢基体上镀制了三种具有不同插入层结构的CrNx涂层.用X射线晶体衍射仪(XRD)表征了涂层的晶体结构,用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的横断面组织形貌,用原子力显微镜(AFM)观察分析了涂层的表面形貌,并用划痕法测试涂层的结合力,纳米硬度计测试涂层硬度.所有涂层都呈B1 NaCl型面心立方结构,具有明显的(200)择优取向.但是,具有不同插入层结构的涂层的晶体衍射峰的位移角度及方向不同.并且在具有Cr/CrNx多层交替结构作为插入层的涂层的晶体结构中出现     

纤维对气凝胶复合材料导热和力学性能的影响研究

采用酸碱两步催化制备硅溶胶,将3种不同类型的纤维（如玻璃纤维、涤纶纤维和静电纺聚偏氟乙烯微纳米纤维等）作为增强材料,在常压干燥条件下制备出结构稳定的纤维增强气凝胶隔热复合材料．研究了纤维种类、直径等对复合材料结构、力学性能和导热性能的影响,结果表明,气凝胶隔热复合材料的导热系数约在0．025～0．028W·m-K^-1间,与常温下静止空气导热系数接近,具有较好的隔热保温性能;而气凝胶复合材料的抗压强度较纯气凝胶大幅提高了4～5倍,其中以微纳尺度静电纺纤维增强的气凝胶复合材料还具有较好的柔性和结构完整性．     

Effects of electrochemical oxidation on surface and mechanical properties of dry-jet wet spun carbon fibers

The surface of dry-jet wet spun carbon fibers(CFs) is relatively smooth compared with those of wet spun CFs, which results in weak interfacial interactions between the fiber and the polymer resin. A surface functionalization treatment is particularly important to unleash the full potential of the superior mechanical properties of dry-jet wet spun CFs. In this study, the effects of electrochemical oxidation treatment time and current density on the surface structures and the mechanical properties...