冲击载荷作用下层间短纤维增韧研究

采用基于全量Lagrangian理论的非线性有限元方法研究了冲击载荷作用下含层间短纤维的复合材料层板的分层扩展问题.通过Newmark方法求解动力学方程,以能量释放率作为裂纹扩展准则.用节点双编号和节点分离技术模拟裂纹扩展,用双向弹簧单元模拟层间短纤维作用.通过改变弹簧刚度修正短纤维桥联力,在裂纹表面和冲击接触区设置接触单元,并以罚函数法计算接触力,分析了层间短纤维的桥联作用对裂尖应力场和能量释放率的影响.结果表明:层间短纤维的桥联作用有效地降低了层间应力集中程度和裂尖能量释放率,增韧效果明显.     

共聚增韧改性聚对苯二甲酸乙二酯的结构及性能研究

以对苯二甲酸二甲酯（DMT）、乙二醇（EG）和聚氧丁撑（PTMO）为原料进行共聚合，得到无规嵌段共聚物PET／PTMO。核磁共振（^1H—NMR）分析表明PTMO按投料比以化学连接的方式接到了聚合物大分子链上；DSC的结果表明PET／PTMO的熔点随PTMO含量的增加而降低，其自熔体冷却时的结晶温度Tc在PTMO含量小于8%（摩尔比）时向高温移动，而在PTMO含量为12％（摩尔比）时则小于PET的Tc；通过POM观察到，PET／PTMO所形成的球晶尺寸明显减小。将试样注塑成样条，进行抗冲击性能的测试后，发现PET／PTMO的冲击强度远大于PET，选择添加4％～8％摩尔分数的PTMO，即能显著改善韧性。     

09CuPTiRE耐候钢的显微组织及强韧性行为

采用力学试验及金相显微镜、透射电镜、能谱仪等微观分析手段,研究了09CuPTiRE耐候钢的显微特征及其对强韧性的影响.结果表明,保持与09CuPTiRE耐候钢相近的化学成分、纯洁度和均匀性,采用合适的两相区多道次控轧和25～15℃/s控冷工艺方法,控制较低的终轧温度和卷取温度,可以获得具有良好强韧性能的显微组织,大幅度地提高钢的强韧性指标,其屈服强度大于378 MPa,-40℃ V型缺口的冲击功大于60J,超过了Q345GNH的水平.     

不同取向贝壳材料力学性能的压痕法研究

天然生物材料的组织结构特征及其与性能间的关系研究对于材料的仿生设计有重要意义.利用压痕法压研究了贝壳材料的硬度,断裂韧性及脆性指标,并结合SEM技术研究了贝壳珍珠层压痕形貌,探讨了珍珠层的增韧机制.结果表明,无论是珍珠层和还是柱状晶生长纹对其性能影响较小,珍珠层在平行于片层方向上与垂直于片层方向的性能差别较大,珍珠层明显的各向异性主要来自于其独特的组织特征.珍珠层其成分和独特的微观结构特点决定了其在应力场中是一种能量耗散结构,裂纹在扩展过程中,裂纹偏转,有机物桥联,纤维拔出等多种增韧机制在协同作用于材料韧性.     

Synergistic Effect of Polycarbonate on Reactive Core-Shell Particles Toughened Poly(Butylene Terephthalate)

Glycidyl methacrylate functionalized methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer (MBS-g-GMA) core-shell particles were prepared via an emulsion polymerization process. MBS-g-GMA was used to toughen poly(butylene terephthalate) (PBT) and the synergistic toughening effect of polycarbonate (PC) on PBT/MBS-g-GMA blends were investigated. Notched impact tests showed the percolation threshold became lower with the increase of PC content. Transmission electron microscopy displayed a very good dispersion of MBS-g-GMA particles in the PBT matrix with the different PC contents. The synergistic toughening effect was due to the encapsulation structure of PC which could facilitate the whole PBT matrix to yield. The more perfect the encapsulation structure formed, the more obvious the synergistic toughening the PC achieved. Sufficient strength of the phase interface was important to ensure the stress transfer effectively and facilitate the whole PBT matrix to yield. The interface strength between PC and MBS-g-GMA could be ensured by the good miscibility between Poly(methyl methacrylate) (PMMA) (grafted onto the polybutadiene-based rubber core) and PC. For the PBT/PC, the transesterification between PBT and PC improved the interface strength of the PBT and PC phases, as demonstrated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) scans. Scanning electron microscopy results showed shear yielding of the matrix and cavitation of the rubber particles were the major toughening mechanisms.     

聚乙二醇化学改性增韧呋喃树脂的研究

研究了用不同分子量的聚乙二醇(PEG)对呋喃树脂进行改性以改善其脆性较大的缺点.通过化学反应将具有柔性长链结构的聚乙二醇键接到呋喃树脂上从而增加了其韧性.研究结果表明,PEG分子量为400Da时,对呋喃树脂的增韧效果最好;其用量为25wt%时,呋喃树脂的断裂伸长率达到了5.51%,最大拉伸强度可达19.9MPa.     

热压ZrO2/MoSi2复合材料的强韧化效果与机制

用纳米尺寸的ZrO2粒子对MoSi2的增韧补强效果及其作用机制进行了初步研究和探讨.结果证明不含Y2O3稳定剂的ZrO2颗粒对MoSi2的增韧效果显著,而含Y2O3稳定剂的ZrO2颗粒的增韧效果有限.前者的增韧机制主要以微裂纹增韧为主,致使室温断裂强度有所降低;后者主要是应力诱发的相变增韧为主,故断裂韧性与强度同时得到了提高.断口分析表明复合材料中ZrO2粒子使MoSi2的断裂模式从穿晶型向准解理穿晶或沿晶型"碎化"断裂模式转变,这种断裂模式的转变与断裂韧性的提高相对应.另外还发现应力诱发相变增韧效果有限可能与基体晶粒较粗以及纳米粒子在热压过程中的团聚长大有关.     

纳米SiC颗粒复合对Al2O3_ZrO2陶瓷材料力学性能的影响

研究了纳米SiC颗粒复合对Al2O3—ZrO2陶瓷材料力学性能影响的两个因素，即ZrO2的相变强韧化和纳米SiC颗粒的弥散强韧化。实验发现，处于晶界的纳米SiC颗粒，有松弛晶界应力的作用，使得样品中在室温下保留的四方相含量减少，ZrO2的相变强韧化作用减小，但纳米SiC颗粒在晶界处对裂纹的钉扎作用又改善了材料的力学性能。如果两个因素能协调作用，将会使强韧化效果增大，反之则会降低。     

强韧化处理对3Cr2W8V热锻模寿命的影响

通过对 ３ Ｃｒ２ Ｗ８ Ｖ 热锻模失 效组织 的电镜 观测 和 对断 裂韧 性 Ｋ Ｉ Ｃ 值的 测定 ，认 为 Ｋ Ｉ Ｃ 值 偏 低是３ Ｃｒ２ Ｗ８ Ｖ 热锻 模早期开 裂和热 疲劳的主 要原因 实践 证明， 采用 １ ２００ ℃ 高 温淬 火 和６８０ ℃高 温 回火（ 即高淬 高 回） 的 新 工 艺， 能 大 幅 度 提 高 材 料的 Ｋ Ｉ Ｃ 值， 延 长 该 类 模 具 寿 命 ４ 倍 左 右  因 而 Ｋ Ｉ Ｃ 值 是３ Ｃｒ２ Ｗ８ Ｖ 热锻 模的主 要韧性指 标，而冲 击韧性α Ｋ 值仅 能作为 参考图 ２ ，表 １ ，参６ 