界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响 Ⅱ.不同冷却速度对界面剪切强度的影响

通过对玻璃纤维与聚丙烯界面剪切强度的测量,以及对其界面结晶形态的观测,发现界面产生横晶的充分条件是界面存在较强的相互作用和样品的缓慢冷却。提出了横晶形成机理,并推断横晶的形成会导致玻璃纤维与聚丙烯树脂界面结合强度的明显下降。用观测到的横晶与基体球晶的冲击线进一步证实了横晶形成机理     

界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响：Ⅱ. …

通过对玻璃纤维与聚丙烯界面剪切强度的测量，以及对其界面结晶形态的观测，发现界面产生横晶的充分条件是界面存在较强的相互作用和样品的缓慢冷却，提出了横晶形成机理，并推断横晶的形成会导致玻璃纤维与聚丙烯树脂界面结合强度的明显下降。用观测以的横晶与基体球晶的冲击线进一步证实了横晶形成机理。     

相容剂对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

利用熔融浸渍法制备了玻纤毡增强聚丙烯复合材料,考查了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响;并使用FTIR、DSC、POM对不同相容剂PP-g-MAH含量下玻纤毡增强聚丙烯复合材料的结晶特点进行了研究。结果表明:树脂基体中含有适量的PP-g-MAH时,玻纤毡增强聚丙烯复合材料强度增加的同时冲击韧性可以得到保持。通过对其基体结晶结构研究发现,适量的PP-g-MAH含量可促使玻纤表面产生适量界面横晶的同时也可使基体主体产生均匀的晶体结构,进而获得适宜的界面结合和基体韧性,平衡强度和韧性之间的矛盾。     

相容剂含量对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

利用熔融浸渍法制备了玻纤毡增强聚丙烯复合材料,考查了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响;并使用FTIR、DSC、POM对不同相容剂PP-g-MAH含量下玻纤毡增强聚丙烯复合材料的结晶特点进行了研究。结果表明:树脂基体中含有适量的PP-g-MAH时,玻纤毡增强聚丙烯复合材料强度增加的同时冲击韧性可以得到保持。通过对其基体结晶结构研究发现,适量的PP-g-MAH含量可促使玻纤表面产生适量界面横晶的同时也可使基体主体产生均匀的晶体结构,进而获得适宜的界面结合和基体韧性,平衡强度和韧性之间的矛盾。     

电纺等规聚丙烯纤维诱导同质基体结晶

利用静电纺丝技术得到较细的等规聚丙烯(iPP)纤维,然后将电纺纤维引入到处于过冷态的iPP基体中制备了均质复合体系.重点研究了电纺iPP纤维诱导成核能力.由于纤维和基体同质,所以它们具有完美的晶格匹配及良好的表面润湿性,使电纺iPP纤维有很强的诱导成核能力,且在160℃引入纤维时,界面主要形成α横晶.通过将所制得的复合体系在160℃松弛一段的时间,α横晶再次出现,表明横晶的形成与纤维引入时产生的剪切作用无关.将复合体系熔融再结晶时观察到有"记忆效应"产生,即在原生成横晶的部分区域仍生成横晶,其晶型与最初形成的横晶一致.     

界面结合强度对Al_2O_3/钢基复合材料高温抗磨性的影响

通过对Ａｌ２ Ｏ３／ 耐热钢基复合材料界面结合强度的测试,分析了不同涂层对界面结合力的影响,对不同颗粒涂层的复合材料进行了９００ ℃下的高温磨料磨损试验,并分析了界面结合力对复合材料高温抗磨性的影响．结果表明：颗粒的不同涂层对复合材料界面结合强度的影响较大;颗粒经Ｎｉ 涂层处理后与基体的界面结合力增强,作为抗磨硬质相表现出良好的高温抗磨性能;颗粒有ＴｉＮ 涂层的复合材料由于界面结合强度较低,因而高温抗磨性较差．     

爆炸复合材料结合界面的力学性能及测试

对国内外有关爆炸复合材料结合界面力学性能测试方法进行了评述。利用这些方法测定了ＴＡ２／Ａ３爆炸复合材料结合界面的力学性能；研究了爆炸冲击载荷对材料力学性能的影响、同一爆炸复合板相对于起爆点不同位置处结合界面的力学性能变化以及爆炸复合材料消除残余应力热处理后结合界面力学性能的改变。     

界面性质对颗粒增强复合材料力学性能和破裂过程的影响

界面的力学性质对复合材料的力学特性和破裂机理具有非常重要的影响。研究了具有不同强度界面的颗粒增强脆性基复合材料在单轴拉伸荷载下的力学性能及其破坏过程。从细观尺度考虑了各相材料力学参数的非均匀分布,采用基于细观损伤力学开发的针对材料破坏过程分析的MFPA2D数值模拟程序,对复合材料从裂纹萌生、扩展直至失稳破坏的全过程进行数值模拟。结果表明,当界面结合较强时,复合材料的强度较高但韧性较差;当界面结合较弱时,复合材料的强度较弱而韧性较强,说明较强的界面可有效传递荷载,而较弱界面可增加复合材料的韧性。     

界面结合强度对Al2O3/钢基复合材料高温抗磨性的影响

通过对Ａｌ２Ｏ３／耐热钢基复合材料界面结合强度的测试,分析了不同涂层对界面结合力的影响,对不同颗粒涂层的复合材料进行了９００℃下的高温磨料磨损试验,并分析了界面结合力对复合材料高温抗磨性的影响,结果表明：颗粒的不同涂层对复合材料界面结合强度的影响较大;颗粒经Ｎｉ涂层处理的与基体的界面结合力增强,作为抗磨硬质相表现出良好的高温抗磨性能;颗粒有ＴｉＮ涂层的复合由于界面结合强度较低,因而高温抗磨性较差。     

石墨(碳)纤维增强镁基复合材料的界面问题

概述了石墨(碳)纤维镁基复合材料(Gr(C)/Mg)的发展情况,以典型的Gr(C)/Mg复合材料(ZM5镁合金)为例,对影响Gr(C)/Mg复合材料性能的关键因素———界面结构和性能进行了分析,指出了进一步探究增强相和镁基体的界面反应、界面状态和界面的结合过程,将是镁基复合材料的研究重点。     

CuNiMnFe/30CrMnSi双金属复合材料断裂行为研究

对由熔铸法制备的CuNiMnFe/30CrMnSi双金属复合材料标准试棒与界面处具有阶梯状的变径试棒进行拉伸试验。测试了CuNiMnFe/30CrMnSi复合材料整体及界面的抗拉强度,表征了断口形貌和界面结合过渡区显微组织。研究结果表明,CuNiMnFe/30CrMnSi双金属复合材料拉伸断裂优先发生在CuNiMnFe合金区域,说明该复合材料中界面结合强度明显高于CuNiMnFe合金强度。CuNiMnFe/30CrMnSi复合材料界面结合强度较高主要是由于在CuNiMnFe合金和30CrMnSi合金熔铸时于界面结合处形成了一种结合过渡层,从而促进了CuNiMnFe合金和30CrMnSi合金的冶金结合。     

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。     

界面强度对纤维增强复合材料宏观韧性的影响

 研究不同的界面强度对纤维增强复合材料宏观韧性的影响。考虑材料的细观非均匀分布,采用数值试验的方法模拟了带缺口的纤维增强复合材料试件在单轴拉伸情况下的损伤破裂过程。结果表明,在满足界面应力传递所需强度的前提下,界面强度对复合材料宏观韧性影响很大,复合材料的宏观韧性随界面强度的提高而降低。且在较弱界面纤维增强复合材料破坏时,可以观察到界面脱粘、裂纹偏折、纤维桥联和拔出等现象。     

力电冲击荷载下PZT/复合材料梁界面断裂分析

基于非线性有限元方法,对力电冲击荷载作用下PZT/复合材料梁界面断裂进行了研究.通过虚裂纹闭合技术计算了界面裂纹前缘的能量释放率随时间变化的响应曲线,并且采用接触单元防止PZT片和界面裂纹分层前缘的复合材料发生穿透,然后通过比较证明了该求解方法的有效性,最后通过典型算例讨论了压电效应、界面接触、电压、铺层角度和压电材料阻尼对界面动态能量释放率的影响.研究方法和结论对动态工况下PZT/复合材料界面止裂设计具有一定的参考价值.     

纳米磷灰石晶体/聚酰胺66复合材料的制备和界面研究

作者通过溶液法制备了纳米磷灰石晶体／聚酰胺66复合材料，用燃烧法测试了纳米磷灰石晶体在复合材料中的含量及其均一性，并用红外和拉曼光谱及X－射线衍射对复合材料的界面进行了初步研究。结果表明，纳米磷灰石晶体在复合材料中呈均匀分布，且在复合材料的两相界面间有新的化学键形成。     

界面强度对柔颗粒增强复合材料破裂特性的影响

界面强度对复合材料的破裂特性和破裂机理具有非常重要的影响。研究了不同界面强度的柔颗粒增强脆性基复合材料在单轴拉伸荷载下的力学性能和破坏过程。在细观尺度上考虑了材料介质力学参数的非均匀分布,采用基于细观损伤力学开发的针对材料破坏过程分析的RFPA2D数值模拟程序,对复合材料从裂纹萌生、扩展直至失稳破坏的全过程进行数值模拟。结果表明,当界面结合较强时,复合材料主要发生穿晶破坏,材料韧性较好但强度较差;当界面结合较弱时,复合材料主要产生沿晶破坏,材料韧性较差而强度较好。     

纳米碳管增强复合材料界面特性对力学性能影响的数值分析

假设纳米碳管与树脂基体之间存在一薄层界面,以纳米碳管、界面和基体组成的三层柱体复合材料特征体积单元为研究对象,采用纳-微观均质化理论方法分析界面的模量、体积比、排列方式等的变化对纳米碳管增强复合材料力学性能的影响,所得结果与多相经典平均Mori-Tanaka法进行比较.结果清晰显示了界面模量、体积比的变化对纳米碳管增强复合材料力学性能的影响,有效地区分了含界面纳米碳管在不同排列方式下的力学性能,为纳米碳管增强复合材料力学性能的设计和优化提供计算依据.     

具有小柔度界面的短纤维复合材料界面应力

基于具有小柔度线弹簧层界面的复合材料的Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ方法和相应的椭球夹杂问题的应力场分析解，讨论了轴对称载荷与温度残余应力下具有小柔度弹簧层界面的复合材料的界面应力分布，揭示了含非理想界面复合材料各微结构参量对界面应力的影响．     

颗粒增强铝基复合材料弹性模量的影响因素

以SiCp／6066A1复合材料为例,计算和分析了界面性能参数（界面／基体模量比、界面泊松比和界面体积含量）及细观结构参数（颗粒形状、排列方式和尺寸变化方式）对颗粒增强铝基复合材料弹性模量的影响．结果表明：组分性能与界面性能对复合材料的弹性模量影响显著,细观结构的影响不明显,在工程应用中可以忽略细观结构的影响．在保证复合材料延伸率的前提下,最有效增加复合材料弹性模量的途径是改善复合材料的界面结合情况．当界面模量为基体模量的20％～30％时即可获得满意的增强效果．     

颗粒增强复合材料的界面损伤对有效波速的影响

研究了具有非完好黏接界面的球形粒子对弹性波的散射以及含分布球形增强粒子的复合材料中的弹性波多重散射．首先,在弹簧模型下研究了单个球粒子的弹性波散射问题．然后在统计平均意义下研究了具有随机分布粒子的复合材料中的有效波以及有效波波速和衰减的计算公式．进一步,根据有效波波速和衰减对界面常数的依赖关系,研究了界面损伤对有效波波速和衰减的影响．在此基础上提出了一种依据超声测量数据对界面损伤进行无损估计的方法．针对Sic—Al复合材料进行了数值模拟．计算了不同界面损伤程度情况下的有效波波速和衰减．并利用遗传算法对含不同误差水平的合成实验数据就界面损伤进行了反演计算．数值结果表明对含随机误差的合成实验数据进行反演计算能对界面损伤程度作出近似的估计并且反演算法对不同误差水平具有相对稳定性．