HAF/NR复合材料中填料/基体界面相互作用的控制及其对橡胶补强的影响

采用含有吡啶官能团的分子对高耐磨炭黑粒子（HAF）原位接枝改性调控填料/基体界面相互作用。采用Ayala参数定量计算填料/基体界面相互作用,研究了界面相互作用对天然橡胶（NR）补强性能的影响。复合材料的拉伸应力-应变曲线表明,填充接枝炭黑的复合材料具有更高的力学性能,其原因是炭黑接枝增强了填料-基体界面相互作用,削弱了填料-填料相互作用。     

炭黑和硫化对丁苯橡胶应力-应变行为的影响

研究了几种炭黑对丁苯橡胶的补强效果,提出了一个新的补强模型——超级网络结构模型。该模型是由硫磺形成的不可逆化学交联网络和由炭黑-橡胶相互作用形成的可逆物理交联网络,这两个网络彼此不独立,而是交织在一起的一个超级网络结构。可逆交联网络的强度越大,炭黑的补强作用越大。     

SiO2/EPDM复合材料微观形态与动态力学性能的关系

利用DMTA方法研究了分散剂、硅烷偶联剂以及二者并用对二氧化硅增强乙丙橡胶复合材料动态力学性能的影响,采用扫描电镜和橡胶加工分析仪测试了填料在橡胶基体中的分散和填料在基体中形成的填料网络结构,利用结合胶测试研究了复合材料中填料橡胶之间的相互作用程度。实验结果表明:按照空白样和采用分散剂、硅烷偶联剂、分散剂+硅烷偶联剂对SiO₂进行表面处理,填料在橡胶基体中的分散程度提高,填料填料的相互作用逐渐弱化,填料网络结构逐渐减弱,橡胶复合材料在低应变下的储能模量逐渐降低,抗滚动阻力性能逐渐提高。同时,结合胶含量逐渐提高,玻璃化转变峰逐渐变宽,复合材料的抗湿滑性能逐步提高分散剂与硅烷偶联剂并用改性二氧化硅对橡胶复合材料性能提高有协同作用。     

聚丙烯酰胺对粗合成纤维/水泥基体界面性能的影响

针对聚丙烯粗合成纤维与水泥基体界面粘结性能差的问题,采用聚丙烯酰胺溶液对其进行浸泡处理,并通过纤维拔出试验、显微硬度测试、X射线衍射分析和扫描电镜分析等,分析了聚丙烯酰胺对粗合成纤维/基体界面性能的影响.结果表明:经聚丙烯酰胺处理后,纤维/基体界面粘结性能提高,纤维拔出曲线更为饱满,脱粘现象延后,并且随着聚丙烯酰胺处理液中聚丙烯酰胺含量的增大,其效果更为明显;处理后的界面区CH晶体减少,界面显微硬度增大,过渡层厚度变薄,CH、C-S-H和AFt交织生长,水化产物结构致密度提高,纤维与水泥基体界面薄弱区明显得到改善.     

不同材料涂层/基体界面应力的有限元评价

涂层／基体结合强度是衡量喷涂质量的关键指标。利用有限元方法对涂层／基体剪切结合强度的测定方法进行了力学分析，着重讨论了涂层／基体交界面上的应力分布，然后，在此基础上，针对3种不同涂层材料（Al2O3、Al、Cr3C2/Ni-Cr），对涂层－基体交界面进行了应力分析，比较了不同的涂层材料性能对涂层／基体剪切结合强度的影响，给实际喷涂工艺有一定的指导意义。     

灰口铸铁中石墨及其与基体界面的微力学行为

用扫描电镜原位观察技术,发现灰口铸铁拉伸裂纹并非先在石墨尖端基体中,而是先在呈有利取向的石墨—基体（Ｇ—ｍ）界面（含亚界面石墨）中萌生．提出不是石墨微缺口应力集中,而是界面弱结合及近界面Ｇ、ｍ的不协调形变内应力集中导致Ｇ—ｍ界面断裂．这种断裂在拉伸早期就已开始,并随拉伸而逐步增加,既有沿Ｇ基面的正断,也有沿Ｇ基面的斜断和非基面的强键断裂．这样裂开后Ｇ成为如其形状的裂隙,引起微缺口应力集中,影响其近邻基体的形变与断裂等微力学行为．     

核级设备结构中基体夹杂界面应力计算分析

基于复变函数方法,研究了在反平面载荷下核级设备结构中基体夹杂界面应力分布。利用基体和夹杂在界面处的位移和应力连续边界条件,推导得到含复应力函数系数的线性方程组,求解该方程组获得基体和夹杂的界面应力。通过数值计算结果表明:夹杂形状、基体与夹杂剪切模量比值对界面环向应力和界面径向应力均有影响,为核级设备结构设计及工程应用提供理论参考。     

界面氢键结合的天然橡胶/改性气相法白炭黑纳米复合材料

用间苯二酚与六亚甲基四胺络合物（RH）对气相法白炭黑进行表面改性,通过混炼和硫化制备了天然橡胶/改性气相法白炭黑（NR/M-silica）纳米复合材料,并通过力学性能测试、交联密度测定、透射电镜、差示扫描量热法、红外光谱和X射线光电子能谱等手段研究了纳米复合材料的结构和性能．结果表明：M-silica对NR硫化胶的补强效果显著优于未改性的气相法白炭黑,当M－silica用量为4～10份时,硫化胶的力学性能最佳;M-silica在橡胶基体中分散良好,硫化胶的交联密度和玻璃化温度提高;在改性剂RH作用下,白炭黑的Si-O键和硅羟基的红外光谱特征吸收峰发生明显的蓝移,且O原子的结合能发生明显的变化,表明白炭黑表面的硅羟基与RH受热后形成的间苯二酚甲醛树脂中的酚羟基之间形成了明显的氢键作用．在上述研究的基础上讨论了RH改性气相法白炭黑补强天然橡胶的机理．     

炭黑颗粒填充橡胶复合材料界面脱粘数值分析

利用双线性内聚力模型对炭黑颗粒填充橡胶复合材料的界面脱粘现象进行模拟仿真.应用数值分析方法,以基于内聚力模型的界面单元来构建界面相,研究了不同炭黑颗粒形状、炭黑弹性模量、炭黑体积分数和最大界面粘结强度对炭黑颗粒填充橡胶复合材料界面脱粘过程的影响.模拟结果表明:光滑的颗粒表面,较小的弹性模量,减小炭黑体积分数以及增大界面粘结强度,能够避免界面脱粘现象过早发生.     

纤维增强陶瓷中界面层和热应力对基体开裂的影响

基于可以考虑界面层效应和界面剪应力作用的三层组合圆筒模型,对纤维增强陶瓷材料分别得到沿纤维方向承受拉伸载荷和热降落引起的应力表达式,包括界面出现剪切滑移和裂纹在基体中扩展后的应力再分配及应力集中。在此基础上建立了可以考虑界面层和热应力影响的基体开裂临界应力求解方程。在不考虑界面层和热应力的条件下其可退化为著名的ＡＣＫ解。最后以材料ＳｉＣｆ／ＳｉＣｍ为例,计算并讨论了界面层和热应力对该临界载荷的影响,得到的理论预估值与实测值有较好的一致。     

偶联剂处理贝壳粉及其在增强聚乙烯中的应用

分别采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂对贝壳粉活化处理,并对改性后的贝壳粉的接触角进行表征.通过熔融共混法制备聚乙烯(PE)/贝壳粉复合材料,并进行力学性能测试与表征.研究表明:经过偶联剂处理后的贝壳微粉能显著提高PE的缺口冲击韧性,冲击强度提高17%;钛酸酯偶联剂的处理效果较佳,当贝壳粉质量分数为3%时,缺口冲击强度最大,达到41 kJ/m2.     

橡胶基复合材料中的短纤维长径比及其分布

对3种不同直径，相同表观长径比的涤纶短纤维增强4172氯丁橡胶基复合材料中的短纤维长度进行了研究，用全统计法测量了短纤维的实际长度，讨论了短纤维直径，用量及混炼工艺等因素对短纤维长度及其分布的影响，结果表明：在相同条件下，短纤维直径越小的纤维断裂速度越慢，短纤维长径比越大，随着纤维含量的增加，纤维的平均长度增加，并且没有发生断裂的纤维的含量越来越多，在相同的辊距下进行多次薄通时，不同直径的纤维最后趋向于具有相同的长径比，研究结果可为短纤维橡胶基复合材料性能的研究提供参考。     

SiCp/Al复合材料界面反应研究现状

界面反应研究是碳化硅颗粒增强的铝基复合材料研发中的重要研究方向.各国研究者分别从界面反应规律、影响因素、控制途径等方面展开研究.界面反应规律方面研究了Al合金液与SiC颗粒可能存在的界面化学反应、界面反应过程和界面反应模型、界面上的相等;界面反应影响因素方面研究了界面反应与制备工艺过程、参数的关系;界面反应有效控制途径方面研究了、基体合金化、SiC颗粒表面处理、工艺选择与工艺参数控制等.今后的界面反应研究方向为:界面精细结构的研究;界面反应的化学热力学及动力学研究等.     

Interfacial Phenomena in Solvent Extraction and Its Influence on Process Performance

Introduction Solvent extraction is a selective and powerful separa-tion technology that is finding applications in a broader range of fields than the past. In particular, applications in the pharmaceutical and environmental clean up area require the treat…     

纳米纤维-微粉复合水泥基材料性能与界面结构

将纳米纤维矿物材料及微粉矿物材料应用于水泥基材料中，依据微粒级配模型，设计密实度不同的水泥砂浆，分别为球形颗粒堆积体系和纳米纤维增强堆积两种体系，依据二级界面理论研究两种体系的性能及界面显微结构．研究表明，纳米纤维矿物材料能够改善体系的颗粒级配，增加体系密实度，能够改善界面及硬化浆体内部的显微结构，提高水泥基材料的均匀性，大幅度提高其耐磨硬度和抗弯强度．同时提出了纳米纤维及微粉复合水泥基材料的球形颗粒之间及球形颗粒与纳米纤维之间界面结构的理想模型．     

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.     

芳纶短纤维对丁腈橡胶的增强作用

未经粘合处理的芳纶短纤维对丁腈橡胶也有明显的增强作用．通过对芳纶、尼龙及腈纶短纤维增强橡胶复合材料的性能研究,发现芳纶纤维在开炼机上混炼过程中,出现纤维劈裂和原纤化,既增大了纤维的表面积,又使主纤维通过原纤维相互缠结．结果表明：纤维与基体拔脱力的增加,是芳纶短纤维增强丁腈橡胶复合材料拉伸强度和溶胀性能提高的主要因素．     

增强体颗粒尺寸对SiC_p/2124Al复合材料变形行为的影响

利用常规静态单向拉伸技术,研究了SiC颗粒尺寸对用粉末冶金工艺制得的SiC颗粒增强2124Al合金(SiCp/2124Al)变形行为和力学性能的影响.在体积比为20%的条件下,SiC颗粒尺寸在0.2～48μm的范围内变化,无论室温还是300℃,材料的变形行为和拉伸力学性能明显取决于SiC颗粒尺寸.研究表明,材料中的空隙密度、SiC颗粒的间距、分布状态以及SiC颗粒的断裂、SiC颗粒/Al界面的脱粘和基体材料的开裂等几种因素共同影响着复合材料的变形行为和力学性能.     

增强体颗粒尺寸对SiCp/2124Al复合材料变形行为的影响

利用常规静态单向拉伸技术,研究了ＳｉＣ颗粒尺寸对用粉末冶金工艺制得的ＳｉＣ颗粒增强２１２４Ａｌ合金（ＳｉＣｐ／２１２４Ａｌ）变形行为和力学性能的影响。在体积比为２０％的条件下,ＳｉＣ颗粒尺寸在０．２～４８μｍ的范围内变化,无论室温还是３００℃,材料的变形行为和拉伸力学性能明显取决于ＳｉＣ颗粒尺寸。研究表明,材料中的空隙密度、ＳｉＣ颗粒的间距、分布状态以及ＳｉＣ颗粒的断裂、ＳｉＣ颗粒／Ａｌ界面的脱粘     

单纤维拔出试验表征硼纤维/环氧界面剪切强度研究

设计了一种单根硼纤维拔出试样制备方法,并测试了不同树脂基体的硼纤维/环氧复合材料的界面剪切强度;研究了单根硼纤维拔出界面破坏过程.结果表明:单根硼纤维拔出过程中,首先在纤维包埋起始部位和包埋端部产生裂纹,最后包埋中间部位的树脂基体破坏.摩擦力承担着较大的纤维拔出载荷;加入15%的液体丁腈橡胶硼纤维/环氧复合材料的界面剪切强度为33.69 MPa.