Effects of fibrous fillers on friction and wear properties of polytetrafluoroethylene composites under dry or wet conditions

The friction and wear behavior and mechanism as well as the mechanical properties of polytetrafluoroethylene （PTFE） composites filled with potassium titanate whiskers （PTW） and short carbon fibers （CF） under dry, wet and alkaline conditions were investigated. Experiments indicated that owing to appropriate cooling and boundary lubricating effects, the filled PTFE composites showed much lower frictional coefficient and better wear resistance under alkaline than dry and wet sliding conditions. The wear resistance of carbon-fiber-filled PTFE was much better than that of potassium titanate-whisker-filled PTFE composites in water. Results also showed that the transfer film on counterpart rings was significantly hindered by water and alkali. Hydrophilic-filler-reinforced PTFE composites yield higher wear rate when sliding under water.     

碳纤维自焊接骨架结构的形成及其复合材料性能研究

报道了一种将短切碳纤维(CF)自发焊接成三维网络结构的新方法.研究发现,尼龙6(PA6)与CF具有较强的相互作用,SEM照片及储能模量高温平台表明,添加少量PA6能够在PS基体中形成耐高温的CFPA6自焊接骨架结构,PA6用量越多,高温储能模量越高,自焊接骨架结构强度越大.研究证明,这种自焊接骨架结构能够大幅度提高PS/CF复合体系的热变形温度,碳纤维具有优异的导电导热性能,碳纤维骨架结构能够降低导电临界浓度,增强面内导热系数.进一步分析表明,PA6在碳纤维表面定向聚集是一个动力学过程,CF-PA6自焊接骨架强度与PA6黏附率NPA6呈线性关系;扩大PA6与PS的黏度差,延长热压时间均有利于提高NPA6,进而大幅提高网络结构强度.     

纺丝法制备木质素基碳纤维的研究进展

目前全球制备碳纤维主要以聚丙烯腈(PAN)或沥青为原丝,但是这类碳纤维制备成本高,限制了其自动化工业领域的大规模应用。木质素由于具有较高的含碳量和碳化收率高,其可以作为前驱体来制备碳纤维。作为一种新型材料,木质素基碳纤维因其具有价格低廉、环保、原料丰富、可实现废弃资源再生利用等优点而备受关注。本文详细介绍了木质素的分类及结构特征,阐述了不同纺丝方法制备的碳纤维的力学性能,并对其未来发展进行展望。     

具有高灵敏性且稳定可重复的正温度系数效应的PVDF/CF导电复合材料

以碳纤维(CF)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,通过熔融共混法制备PVDF/CF导电复合材料.所得复合材料具有显著的正温度系数(PTC)效应,温度上升到聚合物熔点附近时,电阻率对温度变化敏感.在转折温度区间(155.5~171.0oC,(35)(28)15.5oC)内,其体积电阻率的增加速率约为1.3×105?cm K-1.在不同CF含量下,复合材料表现出不同的PTC行为.随着CF含量的增加,其峰值电阻略有下降.高导电粒子含量下,无负温度系数(NTC)效应.在冷却循环过程,导电网络的重构性良好.复合材料即使经过多次热循环,依然表现出良好的PTC特性重现性.     

粘贴碳纤维布加固混凝土管道试验研究

首次通过对14个素混凝土和14个钢筋混凝土环状试件外粘碳纤维布加固性能进行试验，研究了碳纤维布加固混凝土内压圆管的破坏特征、受力性能和破坏机理。对不同加固方法及一次或二次受力的混凝土管在内压力作用下的极限承载力、荷载一应变关系等方面进行了研究。试验结果表明，用碳纤维布加固混凝土内压管可以显著地提高极限承载力，明显的改善了构件的延性，能够获得良好的力学性能。加固后试件的开裂承载力与未加固试件相比，提高幅度不大，加固试件二次受力与一次受力相比，开裂荷载有所降低，但极限承载力基本相同。用碳纤维布加固内压管是一个新课题，具有很好的应用前景，用本文提出的加固方法具有优良的加固性能，可为工程应用提供参考。     

碳纤维布加固高温作用后的连续梁试验研究和可靠度分析

在实际加固工程中无法对钢筋混凝土连续梁梁顶进行加固,因此在试验中采用CFRP来加固梁的跨中,增强其正截面的抗弯承载力,并利用梁支座处出现塑性铰,引起弯矩重分布的特性,来达到加固的目的。为使试验更加接近加固工程实际情况,试验中加固都是在持载情况下进行的。试验结果表明:粘贴CFRP可以有效地提高连续梁的抗弯承载力;在不同的加固量下,加固后的梁有不同的破坏模式;本文对加固后的连续梁的可靠度进行了分析。数据表明,在加固量适当的情况下,加固后的可靠度基本能与现行规范保持一致。其试验及分析结果对相应的规范编制及工程应用具有较高的应用价值。     

碳纤维布与钢板复合加固梁剥离破坏研究

通过12根碳纤维布与钢板复合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能研究,结果表明复合加固方式能有效地改善被加固构件的受力性能,但常由于复合加固层的剥离可能导致加固效果的降低。复合加固层与被加固构件之间的剥离是由于薄弱截面在剪应力及正应力的集中作用下而产生的,文中对复合加固层与混凝土之间的粘结剪应力及剥离正应力的计算公式分别进行推导,并进一步对碳纤维布与钢板复合加固的剥离机理进行分析,为工程应用提供依据。     

聚丙烯腈基碳纤维原丝在纺丝过程中纳米孔变化规律与机理研究

应用小角X射线散射等方法, 系统、定量地测试表征了聚丙烯腈基碳纤维原丝中纳米孔的尺寸、形状、体积分数、单位体积中纳米孔绝对数量以及纤维总孔洞率等形态结构参量, 并对这些参量在水洗、水洗牵伸、热致密化、高压蒸汽牵伸及热稳定化等工艺过程中的变化规律及原因进行了研究. 结果表明, 纺丝过程中牵伸及高温热处理均可使纤维总孔洞率逐步下降. 纳米孔尺寸体积分数V_i测试表明, 对于小于10 nm³的小纳米孔和大于10³ nm³的较大纳米孔, 两者的V_i在纺丝初期水洗牵伸工艺中分别为0.217和0.369, 而在纺丝后期热稳定化处理后发生大幅度改变, 分别为0.948 与0.015. 其原因并不是在高压蒸汽牵伸及热稳定处理中较小纳米孔含量的增加, 而是较大纳米孔含量的大幅度减少. 纳米孔形状研究表明, 纺丝工艺中的多次牵伸处理均使纳米孔的长短轴比加大, 而大于玻璃化温度的热处理均使纳米孔长短轴比收缩, 并且对于较小纳米孔来说这种收缩更为显著.     

碳纤维复合材料趋肤效应研究

良导体在平面电磁场作用下的趋肤效应有简单的公式描述,而涡流检测中电各向异性材料的趋肤效应却非常复杂。该文通过对碳纤维复合材料的涡流检测进行有限元仿真,研究涡流检测中电各向异性材料的趋肤效应。     

连续纤维增强含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮树脂基复合材料的界面

利用射频感性耦合冷等离子体(ICP)处理技术改性连续纤维表面,分别采用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)及动态接触角分析(DCA)系统研究了等离子体处理时间、放电气压、放电功率等工艺参数对连续碳纤维、芳纶纤维和对亚苯基苯并二噁唑(PBO)纤维的表面化学成分、表面形貌、表面粗糙度及表面自由能的影响.研究结...