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单丝拉伸断裂法探究上浆剂改性炭纤维与聚碳酸酯的界面黏结性 被引量：2
1
作者 姚婷婷 吴刚平 +1 位作者 刘玉婷 宋红艳 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期60-67,125,共9页
为了探究不同上浆剂对炭纤维/聚碳酸酯复合材料界面黏结性的影响,采用自制水性聚碳酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、聚氨酯乳液与聚乙烯乳液等上浆剂对炭纤维进行表面改性。采用红外光谱(IR)和热重-质谱联用(TG-MS)仪分析上浆剂的化学结构... 为了探究不同上浆剂对炭纤维/聚碳酸酯复合材料界面黏结性的影响,采用自制水性聚碳酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、聚氨酯乳液与聚乙烯乳液等上浆剂对炭纤维进行表面改性。采用红外光谱(IR)和热重-质谱联用(TG-MS)仪分析上浆剂的化学结构;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)与热重分析仪(TG)等研究上浆改性炭纤维的表面结构。为了量化地分析炭纤维与聚碳酸酯的界面剪切强度,采用单丝拉伸断裂法得到界面剪切强度。结果表明,水性聚氨酯乳液上浆改性后的炭纤维与聚碳酸酯的界面剪切强度最高(29.19 MPa),这是由于聚氨酯中含有较多的氨酯键,可与树脂形成较多的氢键。相对而言,水性自制乳液与聚醋酸乙烯酯乳液涂层后的炭纤维与聚碳酸酯之间只有物理吸附作用,因此界面黏结性略弱。 展开更多
关键词 炭纤维 聚碳酸酯 上浆剂 界面性 单丝拉伸断裂
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基于声发射技术的单丝复合材料界面性能研究 被引量：5
2
作者 隋晓东 吴凯文 +2 位作者 李烨 李珂 肇研 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期53-59,共7页
为了克服传统单丝断裂实验局限于透明及高应变树脂的缺点,进一步拓展其应用范围,将声发射技术与传统单丝断裂实验相结合以评估单丝复合材料界面性能.通过声发射技术监测了单丝复合材料的断裂过程,采用参数分析、波形分析以及聚类分析对... 为了克服传统单丝断裂实验局限于透明及高应变树脂的缺点,进一步拓展其应用范围,将声发射技术与传统单丝断裂实验相结合以评估单丝复合材料界面性能.通过声发射技术监测了单丝复合材料的断裂过程,采用参数分析、波形分析以及聚类分析对单丝复合材料拉伸过程中的声发射信号特征进行研究,并与显微镜观察法测得的纤维断裂模式和界面剪切强度相对比。实验结果表明:声发射技术可以对单丝复合材料断裂过程中的断裂模式和界面性能进行高效评估,采用该方法分析得到的界面剪切强度与传统单丝断裂实验中的光弹花样观察分析结果一致。声发射技术可以拓展单丝断裂实验的研究对象,为单丝界面剪切强度的计算提供一种高效、通用的评价方法。 展开更多
关键词 声发射 单丝断裂 复合材料 聚类分析 界面剪切强度
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炭纤维特性与炭纤维/环氧树脂界面断裂能关联分析 被引量：3
3
作者 张丽娇 顾轶卓 +2 位作者 李敏 刘洪新 张佐光 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期81-85,共5页
采用基于WND(Wagner-Nairn-Detassis)能量模型的单丝断裂法,测试了5种国产炭纤维、2种国外炭纤维与航空结构用环氧树脂复合体系的界面断裂能,通过SEM,AFM,IR以及XPS等手段分析了7种炭纤维的表面物理化学特性,并研究了炭纤维特性与界面... 采用基于WND(Wagner-Nairn-Detassis)能量模型的单丝断裂法,测试了5种国产炭纤维、2种国外炭纤维与航空结构用环氧树脂复合体系的界面断裂能,通过SEM,AFM,IR以及XPS等手段分析了7种炭纤维的表面物理化学特性,并研究了炭纤维特性与界面断裂能的关联。结果表明:对于所研究的炭纤维/环氧树脂体系,去除炭纤维表面上浆剂后界面断裂能下降,说明上浆剂可以在一定程度上提高界面的韧性。此外,实验范围内,纤维拉伸强度较高时,测得的界面断裂能较高,炭纤维表面粗糙度较高时,测得界面断裂能较高,说明纤维拉伸性能和表面粗糙度对界面韧性有重要影响,而与这两种因素相比,上浆剂的种类影响相对较小。研究结果为高性能国产炭纤维的研发和炭纤维/树脂匹配性的评价提供了重要的实验数据。 展开更多
关键词 炭纤维 环氧树脂 界面 单丝断裂法 界面断裂能
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船用钢丝绳断裂失效分析 被引量：2
4
作者 赵冬凤 国栋 +2 位作者 孟爽 余青 林毛毛 《精密成形工程》 北大核心 2023年第3期147-154,共8页
目的了解某船用ϕ76 mm锚泊定位镀锌钢丝绳累计使用寿命较短、多处出现单丝断裂现象的原因。方法采用宏观分析、硬度测试、力学性能试验、断口分析、化学成分分析、扫描电镜显微组织观察等方法对该钢丝绳的断裂原因进行分析。结果拉伸试... 目的了解某船用ϕ76 mm锚泊定位镀锌钢丝绳累计使用寿命较短、多处出现单丝断裂现象的原因。方法采用宏观分析、硬度测试、力学性能试验、断口分析、化学成分分析、扫描电镜显微组织观察等方法对该钢丝绳的断裂原因进行分析。结果拉伸试验断口为杯锥状断口,其放射区面积较纤维区更大,表明材料塑性差,硬脆性大,断口中包含有夹杂,这些因素会导致钢丝发生断裂;试样心部的显微硬度最高,钢丝断裂是从钢丝心部开始产生之后,裂纹向四周开始扩散直至整根钢丝断裂,纤维区硬脆性最大,断裂源位于纤维区。结论钢丝绳断裂为韧性断裂。实际工况下,钢丝绳断口为劈裂状断口,符合韧性断裂的滑移分离特征,其主要原因是钢丝的屈服强度不能适应工作应力要求从而发生断裂。观察断口发现,断口的放射区面积占比较大,纤维区面积占比小,表明材料塑性差,硬脆性大,断口中包含夹杂,钢丝绳易在此处发生断裂。试样心部的显微硬度最高,距离心部越远,显微硬度越低,可知钢丝绳断裂源是由心部产生的,断裂源位于纤维区。 展开更多
关键词 船用钢丝绳 单丝断裂 韧性断裂 断裂失效 屈服强度 磨损
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碳纤维表面状态对其复合材料界面性能的影响 被引量：11
5
作者 李烨 肇研 +1 位作者 孙沛 段跃新 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期86-91,共6页
为了研究上浆剂和湿热处理对复合材料微观界面性能的影响,通过单丝断裂实验测试去浆处理及湿热处理前后T300、T700SC、T800S碳纤维单丝/环氧树脂体系的界面剪切强度(IFSS),结合扫描电镜测试手段分析了纤维表面物理特性对IFSS的影响.结... 为了研究上浆剂和湿热处理对复合材料微观界面性能的影响,通过单丝断裂实验测试去浆处理及湿热处理前后T300、T700SC、T800S碳纤维单丝/环氧树脂体系的界面剪切强度(IFSS),结合扫描电镜测试手段分析了纤维表面物理特性对IFSS的影响.结果表明:去浆及湿热处理均会引起三种单丝复合材料体系IFSS降低,断点形貌由X状向鞘状发生变化,但不同的单丝复合体系IFSS降幅以及断点形貌变化程度不同;去浆后,T700SC/环氧树脂体系IFSS降幅达70.67%,T300/环氧树脂体系仅下降6.05%;湿热处理72 h后,T300/环氧树脂体系IFSS下降幅度最小;湿热作用下,去浆后的单丝/环氧树脂体系IFSS的下降更为显著. 展开更多
关键词 界面 单丝断裂法 光弹花样 去浆 湿热
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上浆剂对国产碳纤维复合材料界面性能的影响 被引量：3
6
作者 黄彬瑶 段跃新 +2 位作者 杨喆 陈达 肇研 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期60-65,共6页
为了研究两种不同上浆剂和湿热环境对国产300级碳纤维/环氧树脂体系微观界面性能的影响,采用单丝断裂法,测试分析了去浆前后碳纤维单丝复合体系在自然干态、湿热处理3 d及湿热处理6 d的状态下微观界面剪切应力的变化.结合对扫描电镜(SEM... 为了研究两种不同上浆剂和湿热环境对国产300级碳纤维/环氧树脂体系微观界面性能的影响,采用单丝断裂法,测试分析了去浆前后碳纤维单丝复合体系在自然干态、湿热处理3 d及湿热处理6 d的状态下微观界面剪切应力的变化.结合对扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)及X射线光电子能谱(XPS)等测试结果的分析,研究了碳纤维上浆剂对微观界面性能及其界面耐湿热性能的影响.结果表明:去浆前后A300碳纤维表面均有明显沟槽;上浆剂1并未使A300碳纤维表面粗糙度有明显变化,但上浆剂2使A300碳纤维表面粗糙度减小,而两种上浆剂均使A300碳纤维表面含氧极性官能团含量减少.两种上浆剂对制备的复合材料界面性能和耐湿热性能都有较大的提高,其中上浆剂1在自然干态下对界面性能的提高更明显. 展开更多
关键词 碳纤维 上浆剂 单丝断裂法 湿热 界面性能
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多壁碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性研究 被引量：7
7
作者 吕晓敏 孙志杰 +2 位作者 李敏 顾轶卓 张佐光 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期24-28,共5页
本文对一种多壁碳纳米管进行表面酸化和胺化改性处理,通过超声波分散制备碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂单丝复合试样,采用单丝断裂法研究碳纳米管对玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性的影响。实验结果表明,加入碳纳米管后环氧树脂弯曲性能提... 本文对一种多壁碳纳米管进行表面酸化和胺化改性处理,通过超声波分散制备碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂单丝复合试样,采用单丝断裂法研究碳纳米管对玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性的影响。实验结果表明,加入碳纳米管后环氧树脂弯曲性能提高,单丝复合体系的拉伸应力-应变曲线在屈服点之后产生波动。通过比较纤维断点数-应变曲线、偏光下纤维断点形貌以及断口形貌SEM图像发现,对于玻璃纤维体系,加入硅烷偶联剂KH560后,碳纳米管可明显提高玻璃纤维/环氧界面粘结强度,并以胺化碳管改性体系影响最为显著。 展开更多
关键词 玻璃纤维 碳纳米管 环氧树脂 界面 纤维/基体粘结 单丝断裂法
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弱电流对碳纤维/环氧树脂界面黏结性能的影响 被引量：1
8
作者 冯娟 顾轶卓 +2 位作者 李敏 王绍凯 张佐光 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期79-85,共7页
针对碳纤维/环氧树脂体系,设计了在碳纤维单丝复合体系加载弱电流的方法,并通过单丝断裂实验,研究了弱电流对两种碳纤维/环氧树脂界面黏结性能的影响。结果表明：在0.60-0.67mA直流电加载一定时间后,T300B和T700SC碳纤维体系的界面黏结... 针对碳纤维/环氧树脂体系,设计了在碳纤维单丝复合体系加载弱电流的方法,并通过单丝断裂实验,研究了弱电流对两种碳纤维/环氧树脂界面黏结性能的影响。结果表明：在0.60-0.67mA直流电加载一定时间后,T300B和T700SC碳纤维体系的界面黏结强度均下降,界面载荷传递效率降低,随着电流加载时间的延长,降低程度变化不明显;T300B碳纤维体系界面性能对弱电流的敏感性更高,可能与两种碳纤维的表面特性不同有关;通过对不同固化度试样加载弱电流后的界面性能进行分析,认为碳纤维/环氧树脂界面性能受弱电流影响的机理与界面区应力状态改变以及导电产生的焦耳热效应有关。 展开更多
关键词 碳纤维 环氧树脂 单丝断裂 界面性能 弱电流
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上浆剂对国产T700级碳纤维复合材料界面性能的影响 被引量：7
9
作者 罗云烽 杨喆 +1 位作者 肈研 谢富原 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期61-66,共6页
采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)等测试方法表征了上浆/未上浆国产T700级(MT700)碳纤维的表面特性,并通过单丝断裂实验测试了单丝复合体系微观界面剪切强度(IFSS),在此基础上研究了碳纤维表面特性对单丝复... 采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)等测试方法表征了上浆/未上浆国产T700级(MT700)碳纤维的表面特性,并通过单丝断裂实验测试了单丝复合体系微观界面剪切强度(IFSS),在此基础上研究了碳纤维表面特性对单丝复合体系微观界面性能及其耐湿热性能的影响.研究表明:MT700碳纤维表面上浆剂改善了纤维/基体微观界面强度及其耐湿热性能;湿热环境对复合材料的微观界面性能影响显著,尤其是造成纤维/基体间的化学键合作用破坏,去湿后部分界面性能可恢复. 展开更多
关键词 复合材料 碳纤维 单丝断裂测试 界面 上浆剂 湿热
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碳纤维复合材料界面性能评价方法研究进展 被引量：4
10
作者 姚婷婷 吴刚平 +1 位作者 刘玉婷 宋红艳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期12-14,共3页
碳纤维增强树脂复合材料的界面性能对其力学性能起着决定性的作用,因而对复合材料的界面粘结性的研究非常重要。综述了用于评价碳纤维增强树脂复合材料界面性能的几种微观表征方法:单丝拉伸断裂法、纤维拔出法和纤维脱粘法。最后指出影... 碳纤维增强树脂复合材料的界面性能对其力学性能起着决定性的作用,因而对复合材料的界面粘结性的研究非常重要。综述了用于评价碳纤维增强树脂复合材料界面性能的几种微观表征方法:单丝拉伸断裂法、纤维拔出法和纤维脱粘法。最后指出影响单丝拉伸断裂法测试结果的因素。 展开更多
关键词 碳纤维 界面性能 单丝拉伸断裂法
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