纤维增强SCLC基本力学性能实验研究

针对抗震结构、高层建筑和大跨结构对质轻高强混凝土的需求,在满足纤维增强SCLC自密实性能情况下,对粗钢纤维、微细钢纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维和玄武岩纤维等几种纤维增强SCLC的基本力学性能进行对比实验研究.结果表明：纤维对SCLC的抗压强度影响不大,相比普通混凝土,纤维增强SCLC的比强度有较大的提高,其中微细钢纤维增强SCLC提高率达28.8%,纤维对SCLC的弹性模量的影响基本与纤维弹性模量正相关;相比SCLC,纤维增强SCLC劈裂抗拉强度和抗折强度均有较大的提高,其中微细钢纤维增强SCLC的劈拉强度和抗折强度分别提高了115.2%和95.2%,拉压比和折压比分别为0.109和0.113,同时微细钢纤维和粗钢纤维改善了SCLC破坏形态,相应实件破坏时表现出较好的延性.     

CP/MAS13-NMR在研究二次纤维衰变机理中的应用

植物纤维品质的衰变是影响其高效循环利用的主要原因,研究发现从植物纤维的微观结构上认识纤维衰变的机理问题是找到抑制纤维衰变的关键.交叉极化结合魔角旋转技术13C核磁共振法(CPMAS13-NMR)能够直接采用植物纤维粉末半定量地估计其化学组成和化学结构,对纤维组分不必进行分离和溶解等处理就可以直接测定,已逐渐成为纤维超微结构研究方法中最重要的工具之一.主要介绍了CP/MAS13-NMR技术的基本原理、特点以及在测定纤维素结晶度、原纤尺寸及原纤聚合尺寸和研究纤维衰变机理等方面的研究进展.     

剑麻纤维的基础研究

本文对广东剑麻纤维的形态特征、超微细结构、化学成分及木质素在细胞壁内的分布、平均聚合度(天然状态)及耐海水的特性等进行了较系统的研究。     

纤维品种和掺量对混凝土抗冻性及微观结构的影响

通过快冻法试验研究了掺入钢纤维和聚丙烯纤维及纤维掺量对C50高性能混凝土抗冻性的影响;利用扫描电子显微镜观察了纤维基材界面区的微观结构,从微观结构角度分析了抗冻性试验的结论。结果表明：虽然钢纤维基材界面区的微观结构优于聚丙烯纤维基材界面区,但聚丙烯纤维对混凝土抗冻性的改善效果优于钢纤维;聚丙烯纤维对混凝土抗冻性的影响存在阻裂效应和弱界面效应双重作用,存在最佳纤维掺量;掺入1.0 %聚丙烯纤维对混凝土抗冻性提高效果最好,300次冻融循环后相对动弹性模量高达98.01 %。     

用电子显微技术研究氮化硼纤维的微观结构和力学性能

利用电子显微镜技术分析方法，观察、研究了氮化硼（BN）纤维的微观结构与特点，探讨了微观结构对其力学性能的影响，分析了以BNf复合的材料其力学性能降低的原因，根据BN纤维复合材料的微观结构特点以及与其力学性能的关系，提出了BN纤维制造工艺的改进方向和方法．     

显微技术在木质纤维素生物质预处理 研究中的应用进展

木质纤维素生物质细胞壁中主要组分(纤维素、半纤维素和木质素)相互交织形成的网状结构是生物质转化过程中的天然抗降解屏障。有效的预处理能打破这种屏障,提高酶水解转化效率。显微技术包括显微镜技术和显微光谱技术,能够在多尺度下展现木质纤维素生物质在预处理中细胞壁微观结构变化和组分含量等信息。笔者介绍了原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微拉曼光谱等显微技术在木质纤维素生物质预处理过程研究中的应用。利用显微镜技术可直接观察预处理中细胞壁表面结构的变化,并分析其对酶水解可能产生的影响; 利用显微光谱技术可原位分析预处理对细胞壁组分化学结构与超微结构的影响; 多种显微技术组合弥补了单一手段的不足,可获得木质纤维原料生物构造、组分含量及分布等方面更为详细的信息。     

不同纤维对赤泥-煤系偏高岭土地聚合物力学性能的影响

为推进节能减排和实现固废利用，以赤泥、煤系偏高岭土和碱激发剂为主要原料，制备赤泥-煤系偏高岭土地聚合物(RCG),研究了玻璃纤维、玄武岩纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维对RCG抗压强度、峰值应变、弹性模量、压缩韧性、吸能能力、抗折强度及微观形貌的影响。讨论了4种纤维对RCG的增韧机理，研究结果表明：掺入纤维会改善RCG力学性能，提高其韧性和延性，其中玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维在强度方面增强效果接近，而聚乙烯醇纤维可有效改变RCG的脆性破坏模式，对压缩韧性和吸能能力的提升较大；从微观形貌上看，聚乙烯醇纤维的回潮率高，与基体的粘结效果优于其他纤维，对RCG的物理力学性能改善较好。     

碳/碳复合材料中不同微区的基体结构

为优化碳基体结构,提高碳/碳(C/C)复合材料综合性能,针对沥青基C/C复合材料中纤维束内及纤维束间不同碳基体结构微区,利用显微Raman光谱、原位纳米力学测试、Micro-CT、扫描电镜(SEM)和压汞仪对碳基体结构进行研究。结果表明:碳基体呈片层结构沿纤维、纤维束表面取向堆积排列,在纤维、纤维束表面区域及纤维束之间碳基体中存在一定孔隙、裂纹等缺陷;纤维间基体的石墨化程度是沿着纤维表面向中心区域逐步增强,靠近纤维表面区域基体的弹性模量高于纤维间区域的弹性模量。C/C复合材料中碳基体形成过程存在渐次性和差异性,从而影响C/C复合材料综合力学性能。     

真空预冷处理对洋葱表皮微观结构及性能的影响

利用自制小型可视化试验装置对真空预冷处理洋葱表皮组织过程中的表面形态进行实时观察，分析了其细胞膜与细胞壁间隙、超微结构和质量、电导率、拉伸强度等性能指标，以及真空预冷处理对植物组织微观结构的影响.结果表明，水分迁移和压力变化产生的微应力导致洋葱表皮的细胞颜色、表面形态、细胞膜与细胞壁间隙发生了明显变化，使其拉伸强度降低、电导率升高.     

植物纤维的发生发育研究进展

植物纤维的形态和结构影响着纤维植物的结构与性质，与纤维植物的利用密切相关，本文从植物纤维发生发育的研究系统、研究技术和方法以及近年的研究进展方面进行了回顾，并对以后的研究重点提出了初步的构想以供商榷，     

基于均匀化预测含初始缺陷钢纤维混凝土弹性模量

基于细观夹杂理论,将掺钢纤维的混凝土看成由砂浆、骨料、界面、初始缺陷、钢纤维以及界面处较大的孔隙率组成的多相复合材料,采用分步均匀化的方法建立预测混凝土混合夹杂模型,将微分法、Mori-Tanaka方法以及Christensen的三相模型相结合求解混合夹杂模型,模型预测结果与试验结果吻合较好,分析结果表明：骨料性质对纤维混凝土弹性模量影响显著,钢纤维混凝土整体弹性模量随水灰比,界面过渡区厚度,孔洞体积分数的增加而降低,随骨料体积分数,骨料弹性模量,钢纤维的弹性模量以及界面的弹性模量的而增大。     

玄武岩纤维与高模量外掺剂复合增强沥青混合料性能

为优化玄武岩纤维高模量沥青混合料的配比,改善其路用性能,采用响应曲面法对玄武岩纤维高模量沥青混合料的配合比进行优化设计,利用马歇尔试验、浸水汉堡车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验对优化后的玄武岩纤维高模量沥青混合料性能进行分析,并通过扫描电镜（SEM）对沥青混合料破坏断面的微观形貌进行试验观测,尝试揭示玄武岩纤维与高模量外掺剂的复合增强机理。研究表明：利用响应曲面法得到玄武岩纤维高模量沥青混合料的最佳配比为0.44%高模量剂、0.45%玄武岩纤维和最佳油石比为4.98%;在最佳配比状态下进行路用性能试验得知混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性均有较大提升;利用扫描电镜观察到玄武岩纤维在高模量剂作用下能起到较好的加筋及分散应力的作用,且最佳配合比状态下的玄武岩纤维在高模量沥青混合料中分布较为均匀。     

芳纶短纤维/芳纶浆粕增强制备高性能氯丁橡胶复合材料

对芳纶短纤维和芳纶浆粕进行微观结构表征和热失重分析,系统地研究了芳纶短纤维和芳纶浆粕对橡胶复合材料基本物理性能、动态力学性能和动刚度的影响。结果表明,芳纶短纤维为巨原纤模型;芳纶浆粕为微纤模型,呈羽绒状。芳纶短纤维在500 ℃降解,650 ℃左右降解基本完全;芳纶浆粕在350 ℃左右开始降解,500 ℃左右迅速降解,直到650 ℃左右降解基本完全。芳纶短纤维/芳纶浆粕增强制备的氯丁橡胶复合材料的撕裂强度、拉断伸长率、屈挠性能随着芳纶短纤维/芳纶浆粕并用比值减小而提高,但其动刚度减小。动态力学性能表明芳纶短纤维与芳纶浆粕并用比为10:10时,有相对较高的储能模量,较低的损耗模量和损耗因子,动态疲劳性能较好。     

轻钢龙骨-黄麻纤维生物基面板组合墙体抗震性能分析

为推动生物基纤维材料在绿色装配式生态村镇住宅中的应用,将黄麻纤维生物基面板作为轻钢龙骨墙体的覆面板材料,形成装配式组合墙体.通过理化性能实验和SEM实验测定黄麻纤维生物基面板的弹性模量和静曲强度,并分析面板的微观构造组成.利用ANSYS/Structural有限元软件建立基于半刚性节点连接的组合墙体计算简化模型,分析不同面板厚度对组合墙体抗震耗能性能的影响.结果表明:黄麻纤维生物基面板的弹性模量和静曲强度要远大于传统的OSB板;增加黄麻纤维生物基面板的厚度能增强组合墙体的塑性变形能力,减小刚度退化幅度,提高刚度残余;组合墙体的抗震性能和能量耗散能力更优.     

掺短切碳纤维活性粉末混凝土的受压力学性能研究

通过对28组不同尺寸的立方体试件、14组棱柱体试件的受压试验,探讨碳纤维活性粉末混凝土(RPC)在不同养护制度和纤维掺量下的棱柱体抗压强度、弹性模量、峰值应变、泊松比、横向变形系数等参数,并建立了弹性模量和峰值应变的拟合公式和碳纤维活性粉末混凝土应力-应变曲线上升段方程.此外,根据立方体试件受压破坏的现象对碳纤维作用的机理做了初步的探讨;利用环境扫描电镜技术,对碳纤维RPC的微观结构进行了初步研究.     

冻融循环作用下超高延性纤维增强水泥基复合材料加固力学性能试验研究

为研究冻融循环作用下聚乙烯纤维增强复合基体材料(polyethylene fiber-engineered cementitious composite, PE-ECC)与不同纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer/plastFRP)的力学性能及微观结构演化规律,对PE-ECC、PE-ECC-BFRP和PE-ECC-CFRP三种试件进行快速冻融试验。研究试件在不同冻融循环次数下的质量损失率、相对动弹性模量、三点抗弯试验及扫描电镜。试验结果表明：在冻循环150次PE-ECC和普通砂浆混凝土的质量损失率分别为1.67%和13.5%,PE纤维的阻裂作用可以很好约束水泥砂浆的剥落;在PE-ECC水泥纤维基体材料中添加CFRP网格布或BFRP网格布可以提高试件的强度和降低水泥纤维基体材料内部微裂缝的扩展,提高了水泥纤维基体材料的抗冻性能;PE-ECC-BFRP试件和PE-ECC-CFRP试件比PE-ECC试件的最大承载能力分别增大了22.5%、67.3%,最大挠度分别增大了28.2%、76.7%,在冻融循环作用下FRP网格布可以提高PE-ECC的抗弯能力和最大挠曲能力...     

基于原子力显微镜的薄膜涂层界面观测及其变形特性

提出了一种基于原子力显微镜的纳米材料弹性模量的测试方法，并应用原子力显微镜对薄膜涂层材料界面微观结构进行高倍观察，定量分析界面相的存在对界面弹性变形的影响.研究结果表明，实验样品为柔性界面；界面相具有晶界型纳米相的微观分布，该微观结构有助于缓解并阻止裂纹的产生，从而增强了纳米涂层材料的承载能力.从微观尺度上探索了界面相效应对材料弹性变形的影响.     

短纤维增强橡胶密封复合材料纵向拉伸模量的预测方法

摘要： 建立了含界面相、纤维和基体的短纤维增强橡胶（SFRR）密封复合材料纵向拉伸模量的预测模型,采用Mori Tanaka方法得到了SFRR的纵向拉伸模量的预测公式,将其计算结果与试验数据进行对比;同时,探讨了纤维体积分数、界面相的厚度和模量对复合材料纵向拉伸模量的影响.结果表明：纵向拉伸模量预测模型的计算值与试验值较吻合,其最大相对误差为11.2%;SFRR的纵向拉伸模量随着纤维体积分数的增加而增大;界面相模量对SFRR纵向拉伸模量的影响显著,当界面相模量小于基体模量时,SFRR的纵向拉伸模量随着界面相厚度的增加而减小;当界面相模量大于基体模量时,SFRR的纵向模量随着界面相厚度的增加而增大.     

人发和牦牛毛的性能测试分析

本文对人发和牦牛毛的细度、强伸度、弹性模量、断裂功等物理机械性能进行了较为系统的测定,同时采用扫描电镜、红外光谱等近代测试方法对人发纤维性能与微观结构间的关系作了初步探讨。人发与牦牛毛相比,人发纤维粗而均匀、表面鳞片细密、具有更高的强度与模量及高的胱氨酸含量等特性,这是使人发的硬挺度、坚韧性和弹性等性能优于牦牛毛的主要原因,也是人发黑炭衬优于牦牛毛黑炭衬的原因。     

Research on the Geometry and Microstructure of the Coir Fiber

Coir fiber is derived from the coconut shells and considered to be an economical and natural material. In order to further extend its application fields,the geometry and microstructure of the coir fiber were thoroughly investigated in this research. The single fiber length measurement was carried out,and it was revealed that the length of the coir fiber was between 8 and 337 mm. Length distribution of the coir fiber was simulated by using the computer technology,and was found to be in coincidence with that ...