玻纤增强环氧树脂复合材料的酸雨循环老化性能与机理

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玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GF/EP)是一种具有较高强度和刚度的复合材料,具有广泛的应用领域,如航空航天、汽车、建筑等。

本文旨在研究GF/EP复合材料的力学性能,包括拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。

首先,我们需要介绍GF/EP复合材料的制备方法。

一般来说,GF与EP树脂通过浸渍,层叠和固化的过程制备成复合材料。

在浸渍过程中,将玻璃纤维预先浸泡在环氧树脂中,使其充分浸润纤维,然后将多层的浸渍玻璃纤维叠加在一起,形成预定形状的复合材料。

最后,通过热固化或辐射固化使复合材料固化。

接下来,我们将研究GF/EP复合材料的拉伸性能。

拉伸性能主要包括拉伸强度和拉伸模量。

拉伸强度是指材料在拉伸过程中的最大承载能力,而拉伸模量是指材料在拉伸过程中的刚度。

通过拉伸试验可以获得拉伸曲线,通过分析拉伸曲线可以计算出拉伸强度和拉伸模量。

然后,我们将研究GF/EP复合材料的弯曲性能。

弯曲性能主要包括弯曲强度和弯曲模量。

弯曲强度是指材料在弯曲过程中的最大承载能力,而弯曲模量是指材料在弯曲过程中的刚度。

通过弯曲试验可以获得弯曲曲线,通过分析弯曲曲线可以计算出弯曲强度和弯曲模量。

最后,我们将研究GF/EP复合材料的冲击性能。

冲击性能主要包括冲击强度和冲击韧性。

冲击强度是指材料在冲击过程中吸收的最大能量,而冲击韧性是指材料在冲击过程中的延展性能。

通过冲击试验可以获得冲击曲线,通过分析冲击曲线可以计算出冲击强度和冲击韧性。

通过以上研究,可以得出GF/EP复合材料的力学性能。

这些性能可以与其他材料进行比较,评估复合材料的优势。

此外,还可以通过改变制备工艺或改变纤维含量等方式来改善复合材料的力学性能。

综上所述,本文研究了GF/EP复合材料的力学性能,包括拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。

通过对这些性能的研究,可以评估复合材料的性能,并为进一步提高复合材料的性能提供参考。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料
1.引言
2.制备方法
(1)玻璃纤维的表面处理:通常采用短时间的表面处理方法,如硅溶胶等,以增加表面粗糙度,提高纤维与树脂基体的黏结性。

(2)树脂基体的制备:将环氧树脂与固化剂按一定比例混合,并加热固化,形成坚固的树脂基体。

(3)玻璃纤维与树脂基体的复合:将表面处理过的玻璃纤维与树脂基体进行复合,通常采用层叠堆叠法或注塑法等,以保证纤维的均匀分布。

3.性能特点
(1)高强度:玻璃纤维的强度高于一般金属材料,使得复合材料具有很高的强度。

(2)轻质:相较于金属材料,玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有更轻的重量。

(3)耐腐蚀性好:树脂基体具有良好的耐酸碱、耐油脂等性能,使得复合材料在恶劣环境下也有很好的稳定性。

(4)绝缘性好:玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有良好的绝缘性能,适用于电气领域的应用。

4.应用领域
(1)航空航天领域:由于复合材料具有轻质、高强度的特点,被广泛应用于飞机、导弹、航天器等的结构部件。

(2)汽车制造领域:复合材料可以减轻汽车的重量,提高燃油效率,同时具有良好的耐腐蚀性能,适用于汽车外壳、底盘等部件的制造。

(3)建筑领域:复合材料的轻质、高强度特点使其成为建筑结构材料的理想选择,如用于制造建筑外墙板、屋顶等。

(4)电子领域:由于玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有良好的绝缘性能,被广泛应用于电子器件的外壳、电路板等制造。

5.总结
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有突出的性能特点和广泛的应用领域,是一种重要的结构材料。

在未来的发展中,我们可以进一步研究和改进制备方法,提高复合材料的性能,拓宽应用领域,以满足不同领域对材料的需求。

《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》

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《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》篇一玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究一、引言复合材料是近年来科学研究和技术开发的重要领域,具有卓越的物理、化学和力学性能。

其中,玻璃纤维/环氧树脂复合材料因具有优异的强度、刚度、耐腐蚀性等特点,被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等多个领域。

因此,对其力学性能的深入研究具有重要意义。

本文将探讨玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能,包括其拉伸性能、弯曲性能、冲击性能等,以期为相关领域的研究和应用提供理论依据。

二、材料与方法2.1 材料实验所使用的玻璃纤维/环氧树脂复合材料由高质量的玻璃纤维和环氧树脂基体组成。

玻璃纤维具有高强度、高模量等特点,而环氧树脂基体则具有良好的粘结性和耐腐蚀性。

2.2 方法(1)样品制备:将玻璃纤维与环氧树脂按照一定比例混合,制备成复合材料样品。

(2)力学性能测试:采用万能材料试验机进行拉伸性能测试,采用三点弯曲法进行弯曲性能测试,采用冲击试验机进行冲击性能测试。

(3)数据分析:对实验数据进行统计分析,计算各项力学性能指标的平均值、标准差等。

三、结果与分析3.1 拉伸性能通过拉伸性能测试,我们发现玻璃纤维/环氧树脂复合材料具有较高的拉伸强度和拉伸模量。

这主要归因于玻璃纤维的高强度和高模量特性,以及其与环氧树脂基体之间的良好界面结合。

此外,适当的纤维含量和分布也对提高复合材料的拉伸性能起到了重要作用。

3.2 弯曲性能在弯曲性能测试中,玻璃纤维/环氧树脂复合材料表现出较高的弯曲强度和弯曲模量。

这得益于玻璃纤维的优异性能以及其在复合材料中的有效承载作用。

此外,环氧树脂基体的良好韧性和粘结性也有助于提高复合材料的弯曲性能。

3.3 冲击性能冲击性能测试结果表明,玻璃纤维/环氧树脂复合材料具有较好的冲击强度和韧性。

这主要归因于玻璃纤维的增强作用以及环氧树脂基体的能量吸收能力。

此外,复合材料的微观结构对其冲击性能也有一定影响。

四、讨论通过对玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能研究,我们可以得出以下结论:(1)玻璃纤维的增强作用对复合材料的力学性能具有显著影响。

《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》

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《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》篇一玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究一、引言随着现代工业的快速发展,复合材料因其独特的性能和广泛的应用领域而受到越来越多的关注。

玻璃纤维/环氧树脂复合材料作为其中一种重要的类型,因其良好的力学性能、优异的耐腐蚀性和低廉的成本而广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。

然而,为了更好地利用这种复合材料的性能,有必要对其进行更深入的研究,尤其是对其力学性能的研究。

本文将对玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能进行研究,并对其研究现状和未来发展趋势进行探讨。

二、玻璃纤维/环氧树脂复合材料概述玻璃纤维/环氧树脂复合材料是由玻璃纤维作为增强材料,环氧树脂作为基体材料,通过一定的工艺制备而成。

其特点是具有良好的力学性能、耐腐蚀性、可设计性强等特点。

在各种应用场景中,如航空航天、汽车制造、建筑等,这种复合材料都表现出优异的性能。

三、玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能研究(一)研究方法玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能研究主要通过实验方法进行。

其中包括单轴拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等,以评估其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能指标。

此外,通过扫描电子显微镜(SEM)等手段观察材料的微观结构,分析其增强机制和破坏机理。

(二)研究结果1. 拉伸性能:研究表明,玻璃纤维/环氧树脂复合材料具有较高的拉伸强度和模量,其值随纤维含量的增加而提高。

同时,纤维的分布和取向对材料的拉伸性能也有显著影响。

2. 弯曲性能:该类复合材料也表现出良好的弯曲性能,其弯曲强度和模量均高于环氧树脂基体。

此外,纤维的增强作用使得材料在弯曲过程中具有更好的韧性和抗裂性。

3. 冲击性能:在受到冲击载荷时,玻璃纤维/环氧树脂复合材料表现出较好的能量吸收能力,能够有效地分散和吸收冲击能量,降低材料的破损程度。

4. 微观结构:通过SEM观察发现,玻璃纤维与环氧树脂基体之间的界面结合紧密,纤维在基体中分布均匀,形成良好的增强效果。

《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》

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《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究一、引言随着现代工业技术的不断发展,复合材料以其独特的优势,如高强度、轻质、耐腐蚀等,逐渐成为各类工程领域中的重要材料。

其中,玻璃纤维/环氧树脂复合材料因其优异的力学性能和良好的加工性能,在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域得到了广泛应用。

因此,对玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能进行深入研究,对于推动其在实际应用中的发展具有重要意义。

二、玻璃纤维/环氧树脂复合材料的组成与制备玻璃纤维/环氧树脂复合材料主要由玻璃纤维和环氧树脂基体组成。

其中,玻璃纤维具有较高的强度和刚度,而环氧树脂基体则起到粘合和增强作用。

在制备过程中,首先将玻璃纤维进行预处理,然后与环氧树脂混合、搅拌均匀,最后进行固化、成型等工艺。

三、玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能研究1. 拉伸性能研究拉伸性能是衡量材料力学性能的重要指标之一。

通过对玻璃纤维/环氧树脂复合材料进行拉伸试验,可以了解其抗拉强度、弹性模量等参数。

研究表明,玻璃纤维的加入可以有效提高复合材料的拉伸性能,使复合材料具有更高的抗拉强度和更好的弹性。

2. 弯曲性能研究弯曲性能是指材料在受到弯曲力作用时的抵抗能力。

通过对玻璃纤维/环氧树脂复合材料进行弯曲试验,可以了解其弯曲强度、弯曲模量等参数。

研究表明,复合材料的弯曲性能与其内部结构密切相关,适当的纤维含量和分布可以有效地提高复合材料的弯曲性能。

3. 冲击性能研究冲击性能是指材料在受到冲击力作用时的抵抗能力。

对于玻璃纤维/环氧树脂复合材料而言,其冲击性能对其在实际应用中的耐久性和安全性具有重要意义。

通过冲击试验,可以了解复合材料在受到冲击力作用时的破坏形态、能量吸收等性能。

研究表明,适量的玻璃纤维加入可以有效提高复合材料的冲击性能。

四、影响因素分析1. 纤维含量:适量的玻璃纤维含量可以提高复合材料的力学性能,但过多的纤维含量可能导致材料内部结构的不均匀性增加,反而降低其力学性能。

《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》

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《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究一、引言随着现代工业的快速发展,复合材料因其独特的性能和广泛的应用领域而受到越来越多的关注。

玻璃纤维/环氧树脂复合材料作为其中一种重要的复合材料,具有优异的力学性能、良好的加工性能和较低的成本,被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑和电子等领域。

因此,对玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能进行深入研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、玻璃纤维/环氧树脂复合材料的概述玻璃纤维/环氧树脂复合材料由玻璃纤维和环氧树脂基体组成。

玻璃纤维具有高强度、高模量和良好的耐腐蚀性等特点,而环氧树脂基体则具有优良的粘附性、良好的机械强度和电性能。

两者的复合,可以充分发挥各自的优势,提高材料的整体性能。

三、力学性能研究方法为了全面了解玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能,本研究采用了多种实验方法,包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验和冲击试验等。

通过这些试验,可以获得材料的强度、模量、韧性等力学性能参数。

四、实验结果与分析1. 拉伸试验拉伸试验是评估复合材料力学性能的重要手段。

通过拉伸试验,我们可以得到材料的拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率等参数。

实验结果表明,玻璃纤维/环氧树脂复合材料具有较高的拉伸强度和模量,表明其具有较好的承载能力。

2. 压缩试验压缩试验可以评估材料的抗压性能。

实验结果显示,玻璃纤维/环氧树脂复合材料在压缩过程中表现出较好的能量吸收能力,具有较高的压缩强度和模量。

3. 弯曲试验弯曲试验可以评估材料在受到弯曲载荷时的力学性能。

实验结果表明,玻璃纤维/环氧树脂复合材料在弯曲过程中表现出较好的抵抗变形的能力,具有较高的弯曲强度和模量。

4. 冲击试验冲击试验可以评估材料在受到冲击载荷时的韧性。

实验结果显示,玻璃纤维/环氧树脂复合材料具有较好的抗冲击性能,能够在受到冲击时吸收较多的能量。

五、结论通过对玻璃纤维/环氧树脂复合材料进行拉伸、压缩、弯曲和冲击等力学性能试验,我们可以得出以下结论:1. 玻璃纤维/环氧树脂复合材料具有较高的拉伸强度、模量和韧性,表现出优异的承载能力和能量吸收能力。

《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》

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《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》篇一玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究一、引言随着现代工业的快速发展,复合材料因其独特的物理和机械性能在许多领域得到了广泛应用。

其中,玻璃纤维/环氧树脂复合材料因其高强度、轻质、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。

本文旨在探讨玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能,包括其强度、刚度、韧性等特性,以期为相关领域的应用提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料本研究所用材料为玻璃纤维和环氧树脂。

其中,玻璃纤维具有高强度、高模量等特点,而环氧树脂则具有优良的粘接性能和耐化学腐蚀性能。

2. 方法本研究采用实验和数值模拟相结合的方法,对玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能进行研究。

首先,通过实验制备不同配比的复合材料样品,然后进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试。

同时,利用有限元分析软件对复合材料的力学性能进行数值模拟,以验证实验结果的准确性。

三、实验结果与分析1. 拉伸性能通过实验发现,随着玻璃纤维含量的增加,复合材料的拉伸强度和模量均呈现先增大后减小的趋势。

当玻璃纤维含量适中时,复合材料的拉伸性能达到最优。

这主要是由于适量的玻璃纤维能够提高复合材料的承载能力和刚度,而过多的纤维则可能导致材料内部出现应力集中,降低材料的性能。

2. 压缩性能在压缩过程中,玻璃纤维/环氧树脂复合材料表现出较好的能量吸收能力。

随着玻璃纤维含量的增加,复合材料的压缩强度和模量均有所提高。

此外,复合材料在压缩过程中表现出较好的延展性,能够吸收较多的能量。

3. 弯曲性能在弯曲过程中,玻璃纤维/环氧树脂复合材料表现出较高的弯曲强度和模量。

随着玻璃纤维含量的增加,弯曲性能得到进一步提高。

这主要归因于玻璃纤维的高强度和高模量特性,能够有效提高复合材料的承载能力和刚度。

4. 数值模拟通过有限元分析软件对玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能进行数值模拟,结果与实验数据基本一致。

这表明本研究采用的实验方法和数值模拟方法是可靠的,能够为复合材料的力学性能研究提供有效支持。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料

相对密度
拉伸强度 拉伸模量 伸长率 弯曲强度
2.08
551.6Mpa 27.58GPa 1.6% 689.5MPa
7.86
331.0MPa 206.7GPa 37.0%
弯曲模量 压缩强度
34.48GPa 310.3MPa 331.0MPa
纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介
目前在生产上经常采用的成型方法有16种:
2、优点
1)预浸材料制造人员可精确地调整树脂/固化剂水平和树脂在纤维中的含量; 可以可靠地得到高纤维含量。 2)材料于操作人员十分安全,无碍健康,操作清洁; 3)单向带纤维成本最低,因为毋须将纤维预先转为织物的二次加工过程; 4)由于制造过程采用可渗透的高粘度树脂,树脂化学性能力学和热性能可以是最适宜的; 5)材料有效时间长(室温下可保质数月),这意味着可优化结构、复合材料易铺层; 6)可能实现自动化和节省劳动力。
6、典型产品
舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。
(二)、SMC成型
片状模塑料成型(Sheet Molding Compound) 简称SMC
在树脂中加入引发剂、填料、颜料、内脱 模剂、低收缩添加剂、增稠剂等,经搅匀成为 树脂糊。树脂糊落到SMC机组的下薄膜上(常用 聚乙烯薄膜或尼龙薄膜),与此同时在下薄膜上 沉降短切成25~55mm的玻璃纤维原丝,再往上 面覆盖一层薄膜,成为片状夹心卷。将卷材存 放数日使料稠化,以达到可模塑的黏度。SMC以 捆卷状态供应备用。将卷材展开、剪裁、称量, 放人加热的钢模铂,加压使之固化成型、脱模, 即为成品
1、控制胶含量 原因1: 树脂用量过多 解决办法: 2、注意拌合方式
原因2: 树脂粘度过大 解决办法: 1、适当增加稀释剂 2、提高环境温度 原因3: 增强材料选择不当

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能研究

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能研究
玻璃纤维增强环氧树脂基 复合材料的力学性能研究
申请人:王丽雪 材料与化学工程系 材料教研室
• 选题背景 • 项目的创新之处 • 研究内容及目标 • 技术关键 • 研究进度及经费预算
选题背景
环氧树脂基复合材料是由环氧树脂基体和增强材料(纤维及 其织物)通过两者之间的界面复合而形成的轻质高强材料。
结构复合材料 按照用途分为: 功能复合材料 增强纤维
结构复合材料功能复合材料通用型复合材料玻璃纤维增强的环氧树脂基复合材料是国防科技航天航空建筑及交通等领域的重要材料增强纤维玻璃纤维碳硼纤维芳纶纤维高速公路车辆称重系统黑龙江省牛头山大桥收费站车辆动态称重系统结构示意图增强系统的耐蚀性和耐候性优点以工程应用为背景对玻璃纤维环氧树脂复合材料进行结构的优化设计项目特色模拟具体的工作环境对玻璃纤维环氧树脂复合材料进行力学性能测试和分析创新之处通过改变玻璃纤维增强体的含量及排布方式探索最佳的制作工艺从而获得玻璃纤维环氧树脂复合材料
通用型复合材料
玻璃纤维 碳、硼纤维 芳纶纤维
玻璃纤维增强的环氧树脂基复合材料是国防科技、航天航空、 建筑及交通等领江省牛头山大桥收费站
车辆动态称重系统结构示意图
优点
1. 减轻系统的重量,降低成本 2. 使系统与路面的结合得到改善 3. 增强系统的耐蚀性和耐候性
初步探讨影响其使用性能的内部因素。
预期目标
研究单向和正交排列的玻璃纤维/环氧树脂复合材料在 不同载荷、不同温度下的各项力学性能;
通过对影响玻璃纤维/环氧树脂复合材料力学性能因素地 研究,提出优化设计方案,为复合材料制备提供理论依据。
技术关键
从理论上解决增强体与基体界面结合强度低的问题,控 制界面处的不良反应;
项目创新之处
以工程应用为背景

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料
近年来,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料在工程领域得到了广泛应用,其优异
的性能使其成为一种重要的结构材料。

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料是通过在环氧树脂基体中添加玻璃纤维增强材料制备而成,具有高强度、轻质、耐腐蚀、耐磨损等优点。

首先,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的高强度是其最显著的特点之一。

玻璃
纤维作为增强材料,具有很高的强度和刚度,能够有效地提高材料的承载能力和耐疲劳性,使复合材料能够在各种恶劣的环境下使用,如航空航天领域和汽车制造领域等。

其次,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料具有优异的耐腐蚀性能。

玻璃纤维本身
是一种无机非金属材料,具有良好的耐化学腐蚀性。

而环氧树脂具有良好的耐腐蚀性和抗老化性能。

因此,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料不易受到外界环境的侵蚀,能够长时间保持材料的性能稳定。

此外,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料还具有优异的耐磨损性能。

玻璃纤维的
硬度高,能够有效抵抗外界颗粒的磨损,延长材料的使用寿命。

同时,环氧树脂具有一定的自润滑性,减少摩擦损耗,提高材料的耐磨损性能。

总的来说,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料具有高强度、耐腐蚀、耐磨损等优
异性能,适用于各种工程领域。

随着材料科学的不断发展,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的性能将不断提升,为工程结构的设计和制造提供更多选择和可能性。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究齐齐哈尔大学摘要:玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差,并不适于作为结构用材,但若抽成丝后,则其强度大为增加且具有柔软性,配合树脂赋予其形状以后可以成为优良之结构用材。

本文将对玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的的研究现状及研究方向进行分析,为新的研究方向探索道路。

关键词:玻璃纤维环氧树脂复合材料研究现状研究方向1、前言玻璃纤维增强树脂基复合材料具有轻质高强,疲劳性能、耐久性能和电绝缘性能好等特点,在各个领域都有着广泛的应用,用玻璃纤维和环氧树脂可以制造层合制品,是一类性能优良的绝缘材料,广泛用于电力、电器、电子等领域,玻璃纤维增强树脂基复合材料由于具有高比强度、比模量,而且耐疲劳、耐腐蚀。

最早用于飞机、火箭等,近年来在民用方面发展也很迅猛,在舰船、建筑和体育器械等领域得到应用,并且用量不断增加。

其中,环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系,它适用于多种成型工艺,可配制成不同配方,调节粘度范围大,以便适应不同的生产工艺。

它的贮存寿命长,固化时不释放挥发物,同化收缩率低,固化后的制品具有极佳的尺寸稳定性、良好的耐热、耐湿性能和高的绝缘性,因此,环氧树脂“统治”着高性能复合材料的市场目前,复合材料输电杆塔已在欧美和日本得到应用,其中以美国的研究开发和应用最为成熟。

我国在20世纪50年代对复合材料电杆进行过研究,鉴于当时材料性能和制造工艺的限制,复合材料电杆未能得到推广使用。

近年来,随着复合材料技术的飞速发展和传统输电杆塔的缺陷逐步显露,电力行业开始重视复合材料杆塔的应用研究。

随着电网建设的快速发展,出现了全国联网、西电东送、南北互供的建设格局,输电线路工程口益增多,对钢材的需求越来越大,消耗了大量的矿产资源和能源,在一定程度上加剧了生态环境破坏。

并且,线路杆塔采用全钢制结构,存在质量大、施工运输和运行维护困难等问题。

玻纤维增强环氧树脂复合材料细观破坏机理分析

玻纤维增强环氧树脂复合材料细观破坏机理分析

玻纤维增强环氧树脂复合材料细观破坏机理分析作者:胡翠平张明璐来源:《世界家苑》2018年第12期摘要:玻璃纤维增强复合材料(GFRP)具有强烈的结构特性。

为充分发挥其作用,揭示GFRP在横向压缩和纵向压缩荷载作用下的力学性能及破坏机理,本文借助SEM高温疲劳伺服实验系统研究了GFRP各向异性特性。

结果表明,当纤维角度大于该临界角时,试件的压缩失效机制发生转变,但纤维角度在大于临界角的某一范围内变化时,试件的压缩失效机制相类似。

关键词:玻纤增强环氧树脂复合材料;单轴压缩;破坏机理1引言在过去的20多年里,风电产业在技术水平、性能价格比以及装机容量等方面都取得了长足的进步。

近年来,国际上一直不断的追求大容量单机风能发电机。

2000年时风能发电机的单机容量为850KW,而到2003年单机容量翻了一番达到1.8MW。

至2006年时单机容量已经达到了5MW,单机容量的发展速度之快,可见一斑。

风力发电机组是由叶片、传动系统、发电机、储能设备、塔架及电器系统等组成的发电装置。

我们想要获得较大的风力发电功率,关键在于获得具有能够轻快旋转的叶片。

因此,风力发电机叶片(以下简称为风机叶片)技术成为风力发电机组的核心技术。

无论是叶片的翼型设计还是它的结构形式都将直接影响风力发电装置的功率和性能,成为风力发电机中最核心的部分。

但是由于风机叶片的尺寸大、外形复杂,并且有许多要求(如精度高、强度和刚度高、表面粗糙度低、质量分布均匀性好等),使得叶片技术成为制约风电产业大力发展的瓶颈。

随着风能发电机单机容量的不断提高,所需发电机转子叶片的尺度也在不断增大。

目前,世界上大型风能发电机的转子叶片一般长度达到了55m,而在德国已经出现了长达 61.5m的长转子叶片风能发电机。

在风力发电整个装置成本中,风力发电转子叶片的成本占 15%-20%,可以看出制造叶片的材料工艺对整个成本有决定性。

因此,对于风力发电转子叶片的材料选择以及制备工艺优化就显得尤为重要。

湿热老化对纤维增强树脂基复合材料性能的影响及其机理的分析

湿热老化对纤维增强树脂基复合材料性能的影响及其机理的分析

湿热老化对纤维增强树脂基复合材料性能的影响及其机理的分析本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!0引言纤维增强树脂基复合材料由于具有密度低、比强度与比刚度高、结构可设计性以及优良的耐腐蚀性能等优点,广泛应用于建筑、车辆、体育器材兵器、航空、航天和舰船等领域。

纤维增强树脂基复合材料及其构件在贮存和使用过程中受热、湿、酸、碱、光、氧等环境因素的影响会发生老化,致使材料的物理性能和力学性能明显降低,严重影响到材料和构件的使用寿命,威胁到设备的安全使用,因此,纤维增强树脂基复合材料的研发和使用者越来越重视其老化性能的研究。

在众多环境因素中,纤维增强树脂基复合材料对湿热环境格外敏感,在长期湿热因素作用下,材料的力学性能和耐热性能降低,甚至失效,影响其使用寿命。

纤维增强树脂基复合材料(以下简称复合材料)的湿热老化是其经受湿度、温度和应力联合作用而产生的性能退化过程。

湿热环境对复合材料性能的影响主要是通过树脂基体吸湿溶胀、增塑、水解,空穴与微裂纹等缺陷中的水积聚以及树脂/纤维粘接界而的破坏而引起性能的改变。

复合材料湿热老化行为的研究主要通过人工加速湿热老化方法来开展,在不改变材料老化机理的前提下,用湿热试验设备模拟产品在储存、运输和使用过程中可能遇到的湿热环境条件,以考核产品对湿热环境适应性,包括湿热老化箱内湿热试验和恒温水浸试验。

目前世界各国对此方而的研究多侧重于复合材料吸湿特性和湿热环境对复合材料力学性能和耐热性能的影响及机理,为了给相关研究人员提供参考,作者对此进行了综述。

1纤维增强树脂基复合材料吸湿行为及机理固体材料与液体相接触时,液体分子会向固体材料内部扩散,并以物理或化学的方式存在于固体中,宏观表现为固体材料质量增加,即吸湿。

纤维增强树脂基复合材料的吸湿是一个缓慢的湿度弥散过程,其吸湿程度常用吸湿率来表示,即吸湿后试样质量增加的百分数。

高强玻纤增强环氧树脂复合材料试验研究

高强玻纤增强环氧树脂复合材料试验研究

70 河南科技 2011.8 上
模具清理
பைடு நூலகம்
涂脱模剂
涂胶衣
胶液配制
补强层制作 增强层制作 表面层制作 纤维织物裁剪
固化
脱模
切边加工
产品检验
图 1 手糊成型工艺流程 二、结果与讨论 1.铺设顺序和层数。树脂胶液和玻璃纤维布的铺设顺序相 同,但是不同的铺设层数对复合材料的弯曲模量和强度有一定 的影响。从所取试样 1 和试样 3 的拉伸应力应变图(图 2)看出, 所制备复合材料的强度和铺设层数不成正比,当铺设层数达到 一定厚度时,复合材料的强度会随着所铺设层数的增加而降低, 所以要想得到高强度的复合材料,必须对其厚度进行控制。从 试样 4 和试样 5 的拉伸应力应变图同样可以看出,所制备复合材 料的强度和模量随纤维布层数的增加而不断提高,但当纤维布 层数达到一定值时复合材料的强度和模量均不再明显增加,反 而略微有些降低,由于随着增强材料的增加势必减少树脂基体 所占的比例,这样容易造成树脂不能很好地浸润纤维,从而充分 地分散在纤维丝束间,很难实现拉伸应力传递,造成纤维与树脂 的剥离,从而降低材料的整体力学性能。 2.冲击强度。根据国家统一标准(GB/T 2570-1995)进行冲 击试验,所得结果如表 1 所示。 实验数据表明,高强玻璃纤维增强复合材料的冲击强度随 着复合材料试样断口面积的增加而明显增加,表明玻璃纤维增 强环氧树脂复合材料的脆性增大。这是由于玻璃纤维具有脆性 大,柔软性差,不耐冲击的特点。玻璃纤维在复合材料中以增强 体存在,承受外来应力,它的特性通常就会表现为材料的特性。
工业技术
INDUSTRY TECHNOLOGY
高强玻纤增强环氧树脂 复合材料试验研究
河南工业大学材料学院 魏凤春 河南西华县第二职业中专 陈永杰

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能分析

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能分析

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能分析作者:高晨金戈沈云峰来源:《市场周刊·市场版》2018年第06期摘要:本文主要介绍了玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能,重点介绍了玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的特点、对复合材料涂层耐污性能进行的测试以及测试结果分析两个方面的内容。

对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能进行测试,可以拓宽该复合材料在我国的应用范围,促进我国相关行业的发展和进步。

关键词:玻璃纤维;复合材料;涂层耐污性能一、玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的特点介绍科学研究发现,与其他相同用途的材料相比,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料所具有的优势分别有:质量轻、强度大、耐腐蚀性强、绝缘性能好以及可设计性较好等。

基于以上特点和优势,目前全球范围内,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料已经在电网运行系统中得到了较为广泛的应用。

我国的相关科研人员从2006年开始着手对此种类型的复合材料进行研究,虽然目前已经在某些行业中对于玻璃纤维增强环氧树脂复合材料有了小范围的应用,但是由于对其涂层的耐污性能没有一个非常清晰的认识,而且应用该复合材料的成本较高,因此玻璃纤维增强环氧树脂复合材料在我国尚未有较广泛的应用。

由此可知,对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料涂层的耐污性能进行测试和研究具有非常重要的作用。

二、对复合材料涂层耐污性能进行的测试以及测试结果分析对复合材料涂层耐污性能进行的测试如图1所示:(一)选用接触角测试方法对其涂层疏水性能进行测试目前,在相关的科研领域内,一般有两种方法可用于对材料表面的疏水性能进行测试。

如果需要进行的测试为现场测试,那么大多数实验人员都会选择喷水分级法。

具体来讲,利用喷水分级法对复合材料表面的疏水性能进行测试时,测试人员首先,要将疏水性能分为七个不同的等级,然后再根据实际情况给出评判的标准和依据,其中,一级表示疏水性能最强,七级表示疏水性能最弱。

还有一种测量疏水性能的方法为利用水珠来测量其在复合材料表层的接触角和滚动角大小,角的大小就能体现出复合材料表层的疏水性能,如果接触角的大小在90°以下的范围之内,那就说明该复合材料的性能为亲水性,大于90°以及大于120°分别表示复合材料的亲水性能为疏水性和超级疏水性,在测量水珠与复合材料表面的接触角和滚动角时,实验人员需要应用较为专业的光学接触角测试仪。

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究进展

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究进展

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料研究进展玻璃纤维增强环氧树脂复合材料研究进展张玉楠(西南科技大学材料科学与工程学院,绵阳 621010)摘要:玻璃纤维增强环氧树脂是玻璃钢的一种。

本文综述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些性能,尤其是力学性能,并介绍了它的成型方法。

概述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些应用并提出了展望。

关键词:玻璃纤维;环氧树脂;复合材料;制备Research progress of glass fiber reinforced epoxy resin composite materialYunan Zhang(Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China)Abstract:Glass fiber reinforced epoxy resin is a kind of glass fiber reinforced plastic. This paper reviewed some of the properties of the glass fiber reinforced epoxy resin, especially mechanical properties, and introduces its molding method. Summarizes some application of the glass fiber reinforced epoxy resin and put forward. Keywords:glass fiber;epoxy resin;composite material;preparation前言:玻璃纤维增强热固性塑料是指玻璃纤维作为增强材料,热固性塑料(包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等)作为基体的纤维增强塑料。

因其比重小,比强度高,比最轻的金属铝还要轻,而比强度比高级合金钢还要高,所以又称为玻璃钢。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究首先,我们将分析该复合材料的力学性能。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有良好的强度和刚度,通常具有较高的拉伸、弯曲和冲击强度。

这是由于玻璃纤维的高拉伸强度和环氧树脂的高强度以及它们之间的良好结合所决定的。

此外,研究显示,纤维的长度和取向也对材料的力学性能有显著影响。

因此,在制备材料时,纤维的长度和取向应被精确控制。

其次,我们将研究该复合材料的热学性能。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有良好的热稳定性和耐高温性能。

在高温环境下,纤维和树脂的热膨胀系数应匹配,以避免材料的热应力和破坏。

同时,热导率也是一个重要的热学性能指标,它决定了材料的导热性能和热应力的分布。

因此,热导率的测量和调控也是研究的重点。

第三,我们将研究该复合材料的耐化学性能。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料通常具有良好的耐化学性能,能够在一定程度上抵抗酸、碱和溶剂的腐蚀。

然而,树脂的化学结构和纤维的表面状态可能对材料的耐化学性产生影响。

因此,研究材料与不同化学物质之间的相互作用,以及其耐腐蚀性能的影响因素是非常重要的。

最后,我们将探讨玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的应用前景。

随着科技的不断进步和工程技术的发展,该复合材料在航空航天、汽车制造、建筑工程和电子设备等领域的应用前景非常广阔。

它具有重量轻、强度高、抗腐蚀等优点,可以显著提高产品的性能和可靠性。

综上所述,玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有良好的力学性能、热学性能和耐化学性能。

通过深入研究材料的各项性能及其影响因素,我们可以更好地设计和制备该复合材料,从而提高它在各个领域的应用价值。

碱性环境中玻璃纤维增强树脂基复合材料的老化机制研究

碱性环境中玻璃纤维增强树脂基复合材料的老化机制研究

碱性环境中玻璃纤维增强树脂基复合材料的老化机制研究近年来,碱性环境中的材料老化问题引起了广泛关注。

其中,玻璃纤维增强树脂基复合材料作为一类常用的结构材料,在碱性环境中的老化机制具有重要的研究价值。

本文将对该复合材料在碱性环境中的老化机制进行探究。

首先,我们需要了解碱性环境对玻璃纤维增强树脂基复合材料的影响。

碱性环境中的氢氧根离子(OH-)会与树脂基体中的羧酸根离子(COO-)发生反应,导致树脂基体的碱解反应。

这种反应会使树脂基体中的结构疏松、物理性能下降。

同时,碱性环境中的水分会渗入材料内部,进一步加速复合材料的老化过程。

此外,碱性环境还会使玻璃纤维表面的硅氧键断裂,增加纤维与基体的界面黏结力降低,导致复合材料的力学性能衰退。

接着,我们来探讨玻璃纤维增强树脂基复合材料在碱性环境中的老化机制。

首先,树脂基体的碱解反应会导致树脂链断裂、表面粗糙化等现象。

这会进一步影响纤维与基体的黏结性能和界面力学性能。

此外,纤维界面上的碱解反应也会发生,导致纤维表面的氧化、脱层等现象,使纤维的力学性能下降。

同时,水分的渗入会导致纤维吸湿膨胀,进而引起材料内部的应力集中,加速材料的老化过程。

此外,碱性环境中还存在氧化反应,会引起树脂基体的氧化降解,进一步减弱材料的力学性能。

进一步地,我们可以探讨碱性环境中玻璃纤维增强树脂基复合材料老化机制的影响因素。

首先,碱性环境的pH值是一个重要的影响因素。

较高的pH值会导致更强的碱性环境,进而加速复合材料的老化过程;而较低的pH值则相对缓解了材料的老化速度。

其次,碱性环境中的温度也是一个重要的影响因素。

较高的温度会加速树脂基体中的碱解反应和纤维界面的氧化反应,使材料的老化速度增加。

此外,水分的含量也会影响材料的老化速度。

较高的含水量会加速材料中的化学反应和水解反应,加速材料老化过程。

针对以上提到的碱性环境中玻璃纤维增强树脂基复合材料老化机制,我们可以采取一系列的措施来延缓其老化过程。

玻纤增强环氧树脂力学与耐老化性能研究

玻纤增强环氧树脂力学与耐老化性能研究

玻纤增强环氧树脂力学与耐老化性能研究张冲标;高博;李运钱;陆阳【期刊名称】《浙江工业大学学报》【年(卷),期】2024(52)1【摘要】采用偶联剂KH560对短切玻璃纤维(玻纤)进行改性,并以改性短切玻纤作为增强材料制备得到玻纤/环氧树脂复合材料。

随着玻纤质量分数的增加,材料的拉伸、弯曲和冲击强度均呈现先增大后减小的趋势。

当玻纤填充质量分数为10%时,材料的力学增强、增韧效果达到最佳。

SEM表征表明玻纤与树脂基体界面结合良好,可以有效传递树脂与玻纤间的应力,且玻纤的介入也可有效阻挡裂纹的扩展,起到增强、增韧作用。

然而当玻纤质量分数过高时,由于材料的分散性变差,其力学性能下降。

复合材料经短时间的紫外老化后,因紫外光氧作用颜色发生很大变化,然而由于玻纤具有很好的化学稳定性,可以延缓紫外氧化损伤进一步深入到材料内部,材料的外观颜色变化开始放缓。

在水分作用下,树脂也会发生一定的水解。

这些破坏使材料的力学性能随着老化时间的延长不断降低。

上述研究可为后续开发用于替代金属电力金具的性能更优越的玻纤增强环氧树脂提供理论基础。

【总页数】5页(P100-104)【作者】张冲标;高博;李运钱;陆阳【作者单位】国网浙江省电力有限公司嘉善县供电公司【正文语种】中文【中图分类】TQ322.41【相关文献】1.碳纤/玻纤协同增强环氧树脂复合材料力学性能研究2.环氧树脂对玻纤增强尼龙6力学性能的影响3.玻纤增强环氧树脂复合材料加速湿热\r 老化性能研究4.玻纤增强聚氨酯合成轨枕耐腐蚀和耐老化性能研究5.玻纤增强环氧树脂复合泡沫材料在酸碱腐蚀下的弯曲性能研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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1 力学性能 表 2为 UGFREC 的弯曲强度 、弯曲模量 、剪切
强度和冲击强度随酸雨吸湿 2干燥 、湿热吸湿 2干燥 循环老化次数变化的规律 。
分析表 2 可知 , ①酸雨和湿热条件下 UGFREC 弯曲强度 、弯曲模量 、剪切强度和冲击强度均随循环 老化次数的增加而降低 ,且开始时降低速度快 ,后来 降低速度缓慢 ; ②与干态相比 ,湿态下的弯曲强度 、 弯曲模量 、剪切强度和冲击强度降低程度大 ; ③与湿 热循环老化 UGFREC相比 ,酸雨循环老化的干态和 湿态 UGFREC弯曲强度 、弯曲模量 、剪切强度和冲 击强度低 ; ④酸雨和湿热老化 UGFREC 再经干燥 后 ,其弯曲强度 、弯曲模量 、剪切强度和冲击强度有 所提高 ,但回复不到初始态各自的相应值 。
fifth cycle
1. 02 ×10 - 3 0.le
0. 97 ×10 - 3 0. 524 0. 94 ×10 - 3 0. 514
twelfth cycle
0. 91 ×10 - 3 0. 528 0. 88 ×10 - 3 0. 517
由图 2可知 ,随吸湿循环次数的增加 ,酸雨老化 和湿热老化 UGFREC的吸湿速率均有增加趋势 ,但 两者相差不大 ;随时间的延长 ,两者的吸湿速率在开 始阶段增加较快 ,最终均趋于平衡 。
根据图 2 的曲线外推拟合 ,可确定式 ( 3 )中 的 n和 k在酸雨环境和湿热环境下各自的数值如 表 1 所示 。由表 1 可知 ,无论是酸雨老化还是湿 热老化 ,随循环数的增加 , n值均逐渐增大 ,但酸 雨老化时的 n值较大 。这说明酸雨老化 U GFR EC 的吸水速 率 较 大 。两 种 老 化 的 n 值 比 较 表 明 其 吸水速率 相 差 较 小 。由 于 树 脂 与 纤 维 间 的 湿 膨 胀系数不同 ,吸湿和脱湿过程中界面处引发内应 力 ,吸湿和干燥循环将促进内应力的产生 ,致使 复合材料内部产生缺陷 [14 ] ,反 则进一 步加速 复 合材料的吸湿 。文献 [ 11 , 12 ]表明 n 值接近 015 时 ,复合材料的吸湿率和脱湿率与时间的平方根 成正比关系 ,即吸湿或脱湿扩散基本符合 F ick扩 散模式 。从表 1 中的 n 值可以看出 ,该复合材料 在这两种 吸 湿 老 化 环 境 下 的 吸 湿 过 程 都 基 本 符 合 F ick扩散模式 。其次 ,在这两种吸湿老化环境 下 ,随循环次数的增加 ,其 k值均有所降低 ;在相 同循环数下 ,酸雨环境下的 k值大于湿热环境下 的 k值 。这说明 酸 雨 环 境 促 进 了 聚 合 物 链 段 与 水分子间的相互作用 [ 15 ] 。
2007年第 3期
玻 璃 钢 /复 合 材 料
29
2 结果与讨论
1 吸湿率
吸湿率按式 (1)计算 :
Mt
W =
t
- W0
W0
×100 %
(1)
式中 , M t 为 U GFR EC的吸湿率 ; W t 为吸水时
间 t时的试样重量 ; W 0 为 U GFR EC试样的起始重
量。
图 1表示酸雨和湿热老化条件下 ,不同吸湿 2干 燥循环次数对 UGFREC 含湿率的影响 。由图 1 可 知 ,无论是在酸雨老化条件下还是在湿热老化条件 下 ,随吸湿次数的增加 ,每次循环吸湿阶段的含湿率 总比前一吸湿阶段的含湿率大 ,每次脱湿阶段的含 湿率也比前一脱湿阶段的含湿率大 ,但两者的增加 速度均逐渐减慢 。另外 ,无论是干态还是湿态环境 , 酸雨老化 UGFREC 的含湿率均大于普通湿热老化 UGFREC的含湿率 。
1 实 验
实验原材料为环氧树脂 W SR618 和 HS2 号高 强度玻璃纤维 ,均属国产 。试样采用浸渍单向铺层 法及模压成型工艺制备 。模压条件为 70℃保压 2h →80℃保压 2h。吸湿实验利用温控精度为 ±0. 5℃ 的水浴锅控制老化温度在 60℃,脱湿实验利用真空 烘箱控制温度在 60℃,用精度为 0. 0001g的电子天 平称量 。模拟酸雨环境类似海南岛酸雨成分 ,即按 硫酸 /硝酸为 3 /2 的比率配制成 pH = 4. 7 的水溶 液 。试样在酸雨环境老化 2d,提出试样在真空烘箱 中干燥 2d,为一个酸雨循环 。试样尺寸为 110 ×50
cycle number and percentage of moisture weight
1 吸湿和脱湿动力学 文献 [ 10~12 ]通过吸水程度与时间的关系研
究了聚合物树脂的吸水动力学 ,式 ( 2 )中的 k 和 n 表示吸水动力学参数 :
Q t = k tn
(2)
Q∞
式中 , Q t 为时间 t时刻的吸水量 ; Q ∞为平衡吸
明两者拟合性较好 。 鉴于上述研究 ,本文主要针对酸雨和潮湿多发
地域航空器复合材料的老化问题 ,模拟酸雨和湿热 (普通热水 )环境来研究单向玻璃纤维增强环氧树 脂复合材料 (UGFREC)酸雨和湿热循环老化过程中 的吸水动力学行为 ;采用力学测试装置 、热力学分析 装置和扫描电镜 ,分别表征酸雨和湿热循环老化前 后 UGFREC的弯曲性能 、层间剪切性能 、冲击强度 、 动态粘弹性 、玻璃化转变温度和冲击破坏形貌 ;初步 给出反映酸雨和湿热循环过程中基体树脂与纤维间 的界面应力变化模型 。
收稿日期 : 2006209204 作者简介 : 詹茂盛 (19542) , 男 , 教授 , 博士 。
FRP /CM 20071No13
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
28
玻纤增强环氧树脂复合材料的酸雨循环老化性能与机理
2007年 5月
玻纤增强环氧树脂复合材料的酸雨循环老化性能与机理
詹茂盛 , 刘德顺
(北京航空航天大学材料科学与工程学院 , 北京 100083) 摘要 : 针对潮湿和酸雨多发地域的航空器复合材料老化问题 ,模拟酸雨和湿热 (普通热水 )环境 ,研究了单向玻纤增强环 氧树脂复合材料 (UGFREC)在酸雨和湿热环境下的吸湿 2干燥循环老化行为 ;分析了不同循环次数下的 UGFREC的吸水动力 学 ;采用力学测试装置 、热力学分析装置和扫描电镜 ,分别表征酸雨和湿热循环老化前后 UGFREC的弯曲性能 、层间剪切性能 、 冲击强度 、动态粘弹性 、玻璃化转变温度和冲击破坏形貌 ;初步给出反映酸雨和湿热循环过程中基体树脂与纤维间的界面应力 变化模型 。 关键词 : 酸雨循环老化 ; 玻璃纤维 ; 环氧树脂 ; 复合材料 中图分类号 : TB332 文献标识码 : A 文章编号 : 1003 - 0999 (2007) 03 - 0028 - 06
随着大气污染的加剧 ,全球大部分地区都出 现严重的酸雨现象 ,加速常年暴露在户外环境的 复合材料航空器件的老化和寿命 ,因此研究复合 材料酸雨 循 环 老 化 行 为 是 一 项 很 有 实 际 意 义 的 工作 。目前 ,研究湿热老化聚合物基复合材料的 文献较多 ,而酸雨循环老化复合材料的研究文献 尚未公开 ,并且关于湿热循环老化复合材料的文 献也较少 。关 于 聚 合 物 基 复 合 材 料 湿 热 老 化 的 现有文献 主 要 是 对 吸 水 扩 散 模 型 [ 1~3 ] 的 研 究 和 湿热老化 力 学 性 能 [ 4, 5 ] 及 热 性 能 [ 2, 6 ] 的 研 究 。 J. Jed id i等 [ 7 ]通过加速的湿热循环设计模拟了超音 速飞行器上聚合物基复合 ,材料的服役状态 ,通 过用低频循环过程模拟高频循环过程 ,有效地估 计材料服役状态 ,根据 F ick扩散第二定律结合实 验结果计 算 出 了 经 历 不 同 循 环 条 件 下 复 合 材 料 内部水浓度分布轮廓图 ; B. L. L ee等 [ 8 ]研 究了 湿 热循环对 玻 纤 增 强 氰 酸 酯 树 脂 复 合 材 料 的 板 内 剪切性能 影 响 。通 过 测 试 该 复 合 材 料 重 量 的 变 化和层间 剪 切 强 度 保 留 值 的 变 化 研 究 了 该 复 合 材料的湿热循环老化性能 ,显微镜观察发现树脂 基体与纤 维 之 间 的 界 面 粘 结 被 削 弱 了 。他 们 提 出了两个疲劳破坏模式 : ①大多数基体与纤维表 面处的局部裂纹沿着纤维方向增长 ; ②不同铺层 之间的分层与增强 体 铺 层 方 向 有 关 。B. Q i等 [ 9 ] 总结了可 预 测 经 历 冲 击 和 湿 热 循 环 后 碳 纤 维 增 强环氧树脂复合材料残余强度的经验公式 ,并用 一复合函数预测板内应力分布 ,测试了复合材料 循环老化后的硬度 ,比较实验结果和预测结果表
k / gg - 1 s - n
n
first cycle
1. 28 ×10 - 3 0. 505 1. 25 ×10 - 3 0. 495
second cycle
1. 21 ×10 - 3 0. 509 1. 18 ×10 - 3 0. 499
third cycle
1. 07 ×10 - 3 0. 517 1. 05 ×10 - 3 0. 507
×2. 5mm。力学性能采用 CM T25105 型弯曲试验机 测试 ,加载速度为 1mm /m in,弯曲实验试样尺寸为 60 ×12. 5 ×2. 5mm ,层间剪切试样尺寸为 30 ×6 × 2. 5mm。热力学性能采用 DM TA 2IV 型动态力学分 析仪 , 升 温 速 度 为 5℃ /m in, 试 样 尺 寸 40 ×5 × 2. 5mm。
表 1 不同循环次数下吸水过程的 k和 n的值 Table 1 Value of k and n during moisture absorp tion
under different cycles
Cycle Number
Acid rain aging
k / gg - 1 s - n
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