树枝状非连续界面相对碳／铝复合材料力学性能的影响

以弹塑性力学理论,断裂力学理论及非线性有限元理论为基础,根据材料实验和观察的现象及数据,采用有限元分析方法,建立了树枝状非连续界面相有限元计算模型,分析碳／铝复合材料界面反应产物对复合材料力学性能的影响,阐述了非连续界面影响材料强度的机理,并将该界面细观的不连续结构和复合材料宏观的力学性能联系起来。     

增韧剂对长纤维增强PA66复合材料性能的影响

采用熔融浸渍法制备了长玻璃纤维增强PA66复合材料，通过对树脂熔体黏度、预浸料浸渍程度和纤维断裂率、材料力学性能进行测试及扫描电子显微镜（SEM）观察，分别研究了不同含量的增韧剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐（POE-g-MAH）和乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（POE-g-GMA）对复合材料性能的影响。实验结果表明：随着含量的提高，两种增韧剂均能够使长玻璃纤维增强PA66复合材料的冲击强度增大，树脂与纤维界面的结合程度提升，其中POE-g-GMA的增韧及界面改善效果更为明显，可有效提升复合材料的力学性能。     

大分子增容剂对GFPP体系性能和形态结构的影响

制备了马来酸酐接枝聚丙烯（MAH-g-PP）增容的玻璃纤维增强聚丙烯（GFPP）材料,重点考察了大分子增容剂对PP复合材料体系的力学性能影响,并对其形态进行了分析。结果表明,MAH-g-PP的加入增强了复合体系的界面粘结力,使复合体系的拉伸强度有所提高。     

Effect of sintering temperature on the microstructure and thermal conductivity of Al/diamond composites prepared by spark plasma sintering

Spark plasma sintering was used to fabricate Al/diamond composites. The effect of sintering temperature on the microstructure and thermal conductivity (TC) of the composites was investigated with the combination of experimental results and theoretical analysis. The composite sintered at 550℃ shows high relative density and strong interfacial bonding, whereas the composites sintered at lower (520℃) and higher (580–600℃) temperatures indicate no interfacial bonding and poor interfacial bonding, respectively. High relative density and strong interfacial bonding can maximize the thermal conductivity of Al/diamond composites, and taking both effects of particle shape and inhomogeneous interfacial thermal conductance into consideration can give a fairly good prediction of composites’ thermal conduction properties.     

SiC颗粒表面改性对SiCp/Fe烧结及性能的影响

文章通过试验初步探讨了SiC颗粒表面改性对SiCp／Fe复合材料的烧结机制、机械性能及断裂情况的影响．研究表明,在碳化硅复合材料表面化学镀一层镍,能够较好地改善增强体与基体的界面结合,使得碳化硅复合材料的抗弯强度、冲击韧性及宏观硬度均有了明显的提高．     

单纤维段试验中载荷传递机理的微观力学分析

提出了一种新的、单纤维段埋入法(SFFM)试验中载荷传递机理的微观力学模型。当纤维/树脂界面所受到的剪切应力超过了界面的粘结剪切强度后,界面将发生脱粘,并且脱粘裂纹将沿着界面扩展。以Weibull模型来模拟纤维轴向拉伸强度的统计分布。讨论了纤维轴向拉伸强度以及界面粘结剪切强度对复合材料各组分内部应力分布的影响。认为在给定复合材料各相的弹性常数和几何参数后,根据不同的纤维轴向拉伸强度以及界面性能(包括界面粘结剪切强度、界面的摩擦系数和基体的径向压力),可以将单纤维段试验中纤维/树脂界面的状态清楚地分为三类:1)完全粘结界面;2)部分粘结界面;3)完全摩擦界面。给出了单纤维段试验过程中界面处于上述三种状态下时,所必须满足的一些条件。最后,还给出了极限纤维段长度的一个合理的定义,并说明该长度是由粘结纤维长度和脱粘纤维段长度所构成。     

纳米SiO2修饰玻纤表面对玻纤/聚丙烯复合材料界面性能的影响

借助纳米颗粒的高比表面积特性,将纳米二氧化硅通过化学接枝方法修饰玻璃纤维表面,制备玻璃纤维/聚丙烯（PP）热塑复合材料。通过SEM表征纳米二氧化硅在玻璃纤维表面的分布形态,结果表明纳米颗粒在纤维表面分散良好;通过界面剪切强度测试（IFSS）和界面断裂韧性测试（G_ⅡC）表征复合材料界面的静态力学性能,结果显示材料的界面剪切强度与界面断裂韧性同时获得了较大的提升;动态热机械分析测试（DMA）的结果表明复合材料在动态测试下的综合界面结合性能均得到较大的提升。     

复合材料界面和界面力学

本文简要阐述复合材料界面的形成机理,讨论界面的力学模型、载荷传递、界面优化设计及实验方法。反映界面研究的进展并展望界面力学的发展方向。     

SiCf/Ti2AlNb复合材料的界面反应及热稳定性

界面反应层是影响SiC纤维(SiC_f)增强钛基复合材料力学性能的重要因素,本文研究了SiC_f/Ti₂AlNb复合材料在热等静压成型以及热暴露过程中的界面反应、界面元素分布规律和界面热稳定性.研究结果表明:SiC_f/Ti₂AlNb复合材料内部元素扩散形成的界面产物主要为TiC,在热暴露过程中出现了TiSi₂和NbSi₂相.SiC_f/Ti₂AlNb复合材料界面反应层的厚度长大符合Arrhenius定律,其界面反应层厚度长大速率随着热暴露温度的升高而增加.界面反应层长大激活能为24.27kJ/mol,界面层长大频率因子为2.80×10^-4 m/s^1/2.SiC_f/Ti₂AlNb复合材料界面在700℃及以下温度具备良好的热稳定性.     

热致液晶共聚酯酰亚胺与聚酰胺的原位复合

采用合成的三元液晶共聚酯酰亚胺与聚酰胺按不同的配比进行原位复合,研究了原位复合物两相的相容性和界面的结构形态,并对原位复合材料的力学性能等进行了分析测试。     

Effects of boron on the microstructure and thermal properties of Cu/diamond composites prepared by pressure infiltration

Diamond reinforced copper (Cu/diamond) composites were prepared by pressure infiltration for their application in thermal management where both high thermal conductivity and low coefficient of thermal expansion (CTE) are important. They were characterized by the microstructure and thermal properties as a function of boron content, which is used for matrix-alloying to increase the interfacial bonding between the diamond and copper. The obtained composites show high thermal conductivity (>660 W/(m·K)) and low CET (<7.4×10-6 K-1) due to the formation of the B₁₃C₂ layer at the diamond-copper interface, which greatly strengthens the interfacial bonding. Thermal property measurements indicate that in the Cu-B/diamond composites, the thermal conductivity and the CTE show a different variation trend as a function of boron content, which is attributed to the thickness and distribution of the interfacial carbide layer. The CTE behavior of the present composites can be well described by Kerner’s model, especially for the composites with 0.5wt% B.     

Acoustic Performance of Green Composites for Chinese Traditional Percussion Drums

Flax and jute fabrics are adopted to reinforce epoxy matrix composites in order to explore the feasibility of replacing wood in percussion instruments. The fabrics are treated with alkaline solutions to improve interfacial adhesion between fibers and epoxy. The composites are fabricated using the hand-lay and vacuum assisted resin infusion process. Acoustic dynamic moduli, acoustic radiation damping coefficients, and acoustic impedances of the composites are tested and compared with those of the wood regularly used to make the percussion instruments. It is found that the acoustic properties of the composites are within the range of those of the wood, indicating that it could be feasible to replace the wood with natural cellulose fiber reinforced composites in percussion instrument production.     

稀土处理对F-12纤维/环氧复合材料拉伸性能的影响

分别采用稀土改性剂（RES）、环氧氯丙烷（ECP）接枝改性方法对F-12芳纶纤维表面进行改性处理,研究这两种表面改性方法对F-12纤维的单丝拉伸强度及其环氧复合材料拉伸性能的影响．探讨了改性剂中稀土元素质量分数对复合材料拉伸性能的影响,并应用扫描电子显微镜（SEM）对复合材料拉伸试件的断口进行分析．结果表明,RES能很好地提高F-12纤维和环氧基体的界面结合力,从而明显地提高复合材料的拉伸性能,并且对纤维的单丝拉伸强度几乎没有影响．     

官能团化聚丙烯改性Al（OH）3／PP复合材料的力学性能

用溶融挤出法制备了不同接枝率的官能团化聚丙烯（FPP）,研究了FPP对改性的Al(OH)3/PP复合材料的力学性能与断裂形态的影响,并对FPP在复合材料中作用机理进行了初步探讨,观察到随Al(OH)3用量增加,PP的拉伸强度和弯曲强度逐渐降低,断裂伸长率明显降低,FPP加入有利于Al(OH)3/PP复合材料力学性能改善、填料分散和增强填料与基体界面相互作用,尤其在高填料中功效更加明显。     

CPE对PVC/CaCO3复合材料增韧研究

研究不同用量的CPE对PVC/CaCO3复合材料界面作用、力学性能、耐热性和流变性能的影响.SEM结果显示,加入CPE可明显改善CaCO3颗粒在PVC基体中的分散性和相容性,提高其界面作用.力学性能研究表明,随着CPE加入量的增加,复合材料的冲击性能随之增加,当CPE加入量超过PVC的10%(wt),试片很难被冲断,说明了CPE的加入能很好改善CaCO3和PVC之间的相容性.     

计及界面作用的单向复合材料统计强度

对单向纤维增强复合材料的纵向拉伸破坏进行了细观统计分析。基于随机扩大临界核统计模型，结合含纤维／基体界面损伤的应力集中分析结果，导出了具有界面剪切强度效应的复合材料的强度分布函数和破坏准则，得到了复合材料拉伸强度与界面剪切强度的关系，为复合材料微结构的优化设计提供了重要的理论依据。文中用已有的实验证实了本文方法和结果的正确性和合理性，并定量地讨论了最优界面粘合问题。     

官能团化聚丙烯改性Al(OH)_3/PP复合材料的力学性能

用熔融挤出法制备了不同接枝率的官能团化聚丙烯（ＦＰＰ）,研究了ＦＰＰ对改性的Ａｌ（ＯＨ）３／ＰＰ复合 材料的力学性能与断裂形态的影响、并对ＦＰＰ在复合材料中作用机理进行了初步探讨．观察到随Ａｌ（ＯＨ）３ 用量增加,ＰＰ的拉伸强度和弯曲强度逐渐降低,断裂伸长率明显降低．ＦＰＰ加入有利于Ａｌ（ＯＨ）３／ＰＰ复合材 料力学性能改善、填料分散和增强填料与基体界面相互作用,尤其在高填料中功效更加明显．     

短碳纤维／锡青铜复合轴承材料的制造及性能研究

本文以几种不同的粉末冶金工艺分别制得了短碳纤维增强Ｃｕ－１０Ｓｎ合金（Ｃ／Ｃｕ－１０ｓｎ）复合轴承材料，并对其性能进行了试验分析．研究结果表明，碳纤维复合材料的制造有特殊的工艺要求，复合材料的性能强烈依赖于其制造工艺，制造工艺不仅影响复合材料的孔隙率，还影响碳纤维在复合材料中的分布及其与基体的结合状态．试验结果还表明，碳纤维含量对Ｃ／Ｃｕ－１０Ｓｎ复合材料性能的影响也与制造工艺有关．     

界面聚合法制备纳米聚苯胺的研究进展

由于聚苯胺的制备方法简单、环境稳定性高、原料易得和独特的酸碱掺杂-脱掺杂机制,使其成为目前研究最为广泛的导电高分子材料之一.介绍了利用界面聚合法制备各种不同形貌的纳米聚苯胺及其复合材料的研究进展,重点介绍了界面聚合法制备聚苯胺纳米纤维的研究进展和作用机理.     

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.