极端环境下连续碳纤维增韧的陶瓷基复合材料的力学行为

连续纤维增韧的碳化硅复合材料(以下简称C/SiC),作为超高速飞行器热结构使用时,有可能在高温环境下受到高速撞击的作用,因此,掌握其在极端环境(高温、高应变率)下的力学性能是进行结构安全设计的基础。本文采用具有高温实验能力的分离式Hopkinson杆,在293~1273K温度范围内进行了动态压缩力学性能测试,研究了环境温度和加载速率对材料力学性能的影响。结果表明:C/SiC复合材料的高温压缩力学性能主要受应力氧化损伤和残余应力的共同影响。实验温度低于873K时,应力氧化损伤的影响很小,而由于增强纤维和基体界面残余应力的释放使界面结合强度增大,复合材料的压缩强度随温度的升高而增大;当实验温度高于873K时,应力氧化损伤加剧,其对压缩强度的削弱超过残余应力释放对强度的贡献,材料的压缩强度随温度的升高逐渐降低。由于应力氧化损伤受应变率的影响很大,当温度由873K升高至1273K时,高应变率下压缩强度降低的程度要比应变率为0.0001/s时低得多。     

生物基氢化香豆素增韧环氧树脂的制备及性能

通过生物基原料氢化香豆素(DHC), 在铬(Ⅲ)络合物和氯化铵复合物协同催化作用下, 与环氧醚类物质交替共聚, 获得一类三维网状聚合物, 进而与环氧树脂(EP)单体在固化过程中构建双网络结构, 实现有效的应力传递和外部能量吸收, 达到对环氧树脂增韧增强的效果. 凝胶渗透色谱结果表明, DHC基网络(DHC-net)分子量随反应时间延长而增加. ¹H NMR证实了合成的DHC-net分子结构. 同时, 考察了环氧树脂的热力学及力学性能, 发现DHC-net与环氧树脂基体具有良好的相容性; 改性后的环氧树脂断裂伸长率比纯环氧树脂有大幅提高; 拉伸与冲击测试显示, DHC-net含量小于30%时, 改性后环氧树脂的拉伸强度和抗冲击强度均比纯环氧树脂有大幅提高.     

环氧基团功能化弹性体增韧聚乳酸的性能

以2种不同结构的弹性体乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)和乙烯-丙烯酯甲酯-甲基丙烯酯缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)增韧聚乳酸(PLA), 研究了接枝型与嵌段型弹性体的结构对聚乳酸增韧效果的影响. 结果表明, 接枝型聚合物POE-g-GMA与基体PLA之间具有良好的界面相互作用, 当POE-g-GMA的质量分数为15%时, 共混体系的缺口冲击强度为72.4 kJ/m², 而E-MA-GMA的质量分数为15%时, 共混体系的缺口冲击强度为32.4 kJ/m², 结果表明, 接枝型聚合物POE-g-GMA增韧效果明显优于嵌段型E-MA-GMA.     

Versify-g-(MAH-co-St)对改善PA6/Versify共混物增韧和均衡其力学性能的影响

使用挤出机对乙丙共聚物Versify2300(乙烯含量12wt%)(V-2300)进行马来酸酐(MAH)和苯乙烯(St)多单体熔融接枝得到接枝物Versify-g-(MAH-co-St)(g-V-2300).通过SEM、FTIR和力学性能测试,研究了g-V-2300对PA6/(V-2300+g-V-2300)(70/30)共混物形态和性能的影响.研究结果表明,随着g-V-2300含量的提高,V-2300分散相粒径不断减小且分散均匀.当g-V-2300比例为25wt%时,分散相尺寸只有0.27μm,此时共混物的izod冲击强度达到324.54J/m,为PA6/(V-2300+g-V-2300)(70/(30+0))共混物的16倍.g-V-2300的加入,显著改善了PA6/(V-2300+g-V-2300)(70/30)共混物的冲击强度,其伸长率,拉伸强度和抗弯强度也得到提高,从而得到具有均衡力学性能的增韧尼龙6合金.     

双酚A型环氧改性R-122环氧树脂的研究

用双酚A环氧树脂(E-44)改性脂环类环氧树脂(R-122),通过对改性R-122环氧树脂力学性能和热性能的测定,探讨了固化工艺,固化荆体系对改性R-122环氧树脂韧性的影响。结果表明：改性R-122环氧树脂冲击强度提高40％,弯曲强度提高75％,断裂能提高81％,而热变形温度和玻璃化转变温度基本不变。R-122树脂基复合材料随E-44的加入冲击强度和弯曲强度分别提高12％和18％。     

双酚A型氰酸酯树脂/端羧基丁腈橡胶共混物的结构与性能

用液体端羧基丁腈橡胶（CTBN）对双酚A型氰酸酯树脂（BCE）进行增韧改性,用红外光谱、扫描电子显微镜,动态力学能谱仪等分析手段表征共混物的微观结构,测定其力学性能、耐热性等.结果表明,CTBN增韧BCE树脂体系可形成典型的海岛状共混结构;当平均粒径为2～3μm时,增韧效果最佳;当CTBN加入10份时,冲击强度提高150%,最大失重率所对应的温度只下降3.5℃;动态力学性能分析证明BCE/CTBN共混物是一个多相体系,存在橡胶CTBN相、BCE相和以BCE为主的BCE/CTBN共聚相、以CTBN为主的BCE/CTBN共聚相.     

分子筛增强增韧MC尼龙的研究

简介了MC尼龙作为工程塑料的优缺点,提出了对其在实际应用中的改性要求,以无机刚性粒子改性聚合物机理为背景,结合分子筛独特的结构特点及其当前在聚合物中的应用,并根据实验实践,首次提出了分子筛增强增韧MC尼龙一系列的模型及机理,并展望了分子筛改性整个聚合物体系的美好前景。     

MF/纳米ZrO_2增韧氧化铝陶瓷复合材料的力学性能

选用莫来石纤维(MF)和纳米ZrO2为增强体制备了MZTA复合增韧氧化铝陶瓷复合材料。通过设计正交试验讨论了MF含量、nano-ZrO2含量、烧结温度、保温时间等因素对材料力学性能的影响,利用扫描电镜、能谱分析仪研究了陶瓷复合材料的微观结构与性能的关系。结果表明:当莫来石纤维和纳米ZrO2的质量分数分别为10%,烧结温度为1550℃,保温时间为30 min,陶瓷复合材料的抗弯强度、断裂韧性分别达到712 MPa、10.05 MPa.m1/2,与纯Al2O3陶瓷相比晶粒细化、力学性能显著提高;纤维的拔出、桥联、裂纹扩展路径偏转、沿晶断裂等消耗了大量的断裂能、缓和了裂纹尖端的应力是材料断裂韧性提高的主要原因。     

提高玻璃封装二极管可靠性的研究

利用超细ZrO2在ZnO-B2O3-SiO2微晶玻璃中的同素异构转变带来的体积效应来增加二极管封装玻璃的韧性和二极管的可靠性.在ZnO-B2O3-SiO2微晶玻璃中添加一定量的超细ZrO2粉粒,弥散均匀,用烧结法制得ZnO-B2O3-SiO2微晶玻璃,使用AKASHI压痕法,测试材料增韧前后的效果.使用XRD测试验证在玻璃封装二极管的工艺温度下能保持t-ZrO2和m-ZrO2晶型应具有的特征相.实验证明添加超细ZrO2后,ZnO-B2O3-SiO2微晶玻璃材料的韧性有很大的提高.经功率二极管玻璃封装工艺流程实验和二极管的理化性能考核,引人适当含量的超细ZrO2能提高玻璃封装二极管的抗热冲击性.