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2000年  第17卷  第4期

PZT/P VDF 压电复合材料的制备及其性能研究
王树彬, 徐廷献, 韩杰才, 杜善义
2000, 17(4): 1-5.
摘要:
用氧化物一步合成法制备了PZT 粉末, X 射线衍射测试结果显示, 它是Zr/T i 为52∶48 的纯四方钙钛矿型结晶相, 并用SEM 观察了PZT 粉末的形貌; 用热分析仪测试了PVDF 的固化温度; 在自制模具上采用模压/烧结工艺获得了六种含PZT 不同体积含量的PZT/ PVDF 复合材料; 对其介电性和压电性的测试表明, 随着PZT体积含量的增加, 电性能参数呈非线性增大, 当PZT 的体积份数超过70% 时, 介电常数E和压电常数d33值迅速增加, PZT 体积份数达到90% 时, 其电性能参数与纯PZT 值接近, 但此时复合材料的脆性较大, 已没有实用价值。
短玻纤增强聚丙烯注射压力对微观结构和力学性能影响
钟明强, 濮阳楠, 益小苏, Jacobs
2000, 17(4): 6-10.
摘要:
报道了短玻纤增强聚丙烯复合材料中玻纤及注射压力对材料微观结构和力学性能的影响规律。实验结果表明: 随着玻纤含量提高, 复合材料的拉伸强度提高, 而断裂伸长率、冲击强度和熔体流动速率则下降。注射压力提高, 拉伸试样芯层中玻纤的平均取向角下降, 取向度提高, 因而拉伸强度增大, 冲击强度下降。皮层结构中玻纤沿熔体流动方向高度取向。聚丙烯球晶尺寸随玻纤含量增加而变小, 规整度也变差, 至40% 时, 聚丙烯已难以形成规整的球晶结构。
环氧树脂-聚酰胺-玻璃微珠体系的固化
李春娥, 王政, 文闻, 何平笙
2000, 17(4): 11-14.
摘要:
用动态扭振法对环氧树脂-聚酰胺和环氧树脂-聚酰胺-玻璃微珠体系在四个不同温度和不同玻璃微珠含量的等温固化行为进行了测试。通过凝胶化时间tg 用F lory 理论估算了它们固化反应的表观活化能, 并考察了玻璃微珠含量对固化的影响。用非平衡态热力学涨落理论描述了它们的等温固化过程, 从而用有限的数据来预估树脂体系的固化, 理论曲线和实验曲线有很好的符合。
偶联剂对PI/SiO2 纳米复合材料形态结构及性能的影响——Ι
尚修勇, 朱子康, 印杰, 马晓东
2000, 17(4): 15-19.
摘要:
用溶胶2凝胶法成功地合成了PI/SiO2 纳米复合材料, 并用紫外-可见光谱、红外光谱、扫描电子显微镜等手段对硅烷偶联剂对其微观形态结构以及密度、溶解性等性能的影响进行了研究。研究结果表明, 偶联剂的加入对两相间起到很好的增容作用, 使得二氧化硅无机粒子的粒径大大减小, 分散更加均匀, 在宏观上表现为透明性提高, 所得P I/SiO2 纳米复合材料的溶解性有明显改善, 而且随偶联剂加入量的增加, 效果更加显著。另外, PI/SiO2 纳米复合材料的密度也随偶联剂量的增加而增大。
编织结构复合材料热膨胀特性的实验研究
姚学锋, 杨桂, 姚振汉, 戴福隆, 易金明
2000, 17(4): 20-25.
摘要:
对二维和三维碳纤维/环氧树脂编织结构复合材料的热膨胀特性进行实验研究, 确定编织复合材料热膨胀系数的各向异性分布特征, 给出其热膨胀特性与纤维编织模式和纤维体积含量之间的相互依赖关系, 分析编织复合材料的热膨胀机理, 表明其热膨胀系数的可设计性, 为设计复合材料零膨胀结构提供实验依据和理论分析。
BN 纤维氮化中晶体结构演化过程的研究
于栋利, 何巨龙, 田永君, 王利民, 李东春
2000, 17(4): 26-31.
摘要:
采用化学滴定、X 射线衍射(XRD) 及径向分布函数(RDF) 等方法, 测定了BN 纤维中残余B2O3 含量与氮化温度的关系, 研究了氮化过程中BN 纤维的结构演变规律。分析表明: 经1100℃氮化后,BN 纤维以乱层结构为主, 同时存在少量类六方相(Hexagonal-BN ) 和菱方相(O rthorhombic-BN ) ; 随高温处理温度的升高, 纤维结构逐渐向菱方相结构转变, 经1900℃高温处理后,BN 纤维的结构主要为菱方相。
用于RTM 成型工艺的苯并口恶嗪树脂及其复合材料
顾宜, 钟赤锋, 谢美丽
2000, 17(4): 32-37.
摘要:
以苯酚、苯胺和甲醛为原料, 合成了三种不同结构的低粘度苯并口恶嗪中间体树脂。根据RTM 成型工艺中注塑和成型过程对基体树脂的特殊要求和不同组分的反应活性, 系统研究了树脂粘度和凝胶化时间与温度的关系, 及玻璃布层压板的力学性能和耐热性, 详细讨论了树脂组成和催化剂种类及用量的影响。结果表明, 以有机酸或环氧-叔胺为催化剂, 以低粘度苯并口恶嗪树脂为主体所构成的多组分树脂体系, 是一类可用于RTM 成型工艺的新型树脂; 该类树脂基复合材料可用做耐高温结构材料在155℃长期使用。
磁场对环氧树脂及其复合材料性能的影响
丁学文, 王俊, 张启芳, 方俊
2000, 17(4): 38-42.
摘要:
环氧树脂具有较大的磁化率各向异性, 在磁场作用下, 其分子可发生取向, 并通过固化反应固定下来。本文介绍了环氧树脂在磁场作用下的取向原理, 综合分析了磁场对环氧树脂结构及性能的影响。
适于快速成型制造工艺的短纤维增强复合材料研究
仲伟虹, 李凡, 张佐光, 李志敏
2000, 17(4): 43-47.
摘要:
对短切玻璃纤维增强ABS 复合材料进行了一系列的改性研究。短切玻纤的加入, 能提高纯ABS 的强度、硬度且显著降低ABS 的收缩率, 减小制品的形变, 但同时使材料变脆。本实验通过适量加入增韧剂和增容剂, 较大提高了挤出的复合材料丝的韧性及力学性能, 从而使制备出的短切玻璃纤维增强复合材料适用于熔融沉积制造(FDM ) 工艺。并用改性了的短切玻璃纤维增强ABS 作为原料, 在快速成型机上制备试样, 测定其力学性能, 从宏观及微观上对改性效果进行了分析与评定。
聚酰亚胺树脂研究与应用进展
李敏, 张佐光, 仲伟虹, 潘贻珊
2000, 17(4): 48-53.
摘要:
聚酰亚胺树脂是一种耐热性高、介电性能优异、机械强度良好的高分子材料。本文中主要介绍了聚酰亚胺树脂近几年的研究与应用进展情况。包括: 用新的合成方法引入特征元素或基团, 制备出性能优异或具有某种特色功能的新型聚酰亚胺树脂; 聚酰亚胺树脂在复合材料中的应用进展; 聚酰亚胺树脂在微电子工业中的应用进展;并且提出了聚酰亚胺树脂的发展方向。
PTFE 复合材料力学与摩擦性能的研究
黄丽, 孙正滨
2000, 17(4): 54-57.
摘要:
论述了不同混合工艺、不同填充组分对聚四氟乙烯(PTFE) 力学性能、摩擦磨损性能的影响。结果表明,不同的混合方式对PTPE 复合材料的综合性能有较大的影响, 碳纤维组分的加入量以及碳纤维长度的改变对PTPE 的性能也有较为明显的作用。其中, 长度为0. 1nm 的碳纤维加入到PTFE 中后, 对PTFE 耐磨耗性能的提高较为显著。
液-固两相区压缩变形对SiCw/6061Al复合材料组织和性能的影响
王桂松, 耿林, 郑镇洙, 王德尊, 姚忠凯
2000, 17(4): 58-62.
摘要:
研究了液固两相区压缩变形对SiCw/6061A l 复合材料组织和性能的影响。结果表明, 压缩变形温度对变形后复合材料中晶须长径比、取向, 复合材料组织的致密性、均匀性和界面结合状态均有不同程度的影响。复合材料组织的变化又影响到复合材料的性能。复合材料高温大变形后性能的变化是评价复合材料高温塑性成形加工工艺的最重要指标。通过分析复合材料的组织和性能, 从而确定了复合材料最佳压缩变形工艺。
合金化填充材料Ni 对SiCP/6061Al 复合材料激光焊接焊缝显微组织的影响
陈永来, 于利根, 王华明
2000, 17(4): 63-65.
摘要:
以N i 片作为合金化填充材料对SiCP/6061A l 金属基复合材料(SiCP/6061A lMMC) 进行激光焊接, 研究了激光输出功率、焊接速度等焊接工艺参数对焊缝显微组织的影响。结果表明, 采用金属N i 片作为合金化填充材料对SiCP/6061A lMMC 进行激光焊接, 可以在一定程度上抑制SiC 颗粒的溶解及针状脆性相Al4C3 的形成, 并获得以Al3Ni 等相为增强相的焊缝显微组织, 但在焊缝心部有粗大的气孔形成。
化学镀制备功能梯度材料的实验研究
徐智谋, 郑家燊, 刘宏芳, 张联盟
2000, 17(4): 66-70.
摘要:
提出采用低温化学镀工艺方法制备陶瓷/金属功能梯度材料的设想, 利用自制的化学镀装置对制备SiC/Ni-P FGM 进行了实验研究。结果表明, 通过优化化学镀工艺, 调整施镀时间和SiC 微粒的添加速度及添加量等参数, 可以合适地控制材料镀层的厚度和成分梯度分布。功能梯度材料的微观结构和力学性能等都与材料成分梯度分布之间有很好的对应关系。
SiO2-TiO2 复合微粒的研究
喻志刚, 袁荞龙, 应圣康
2000, 17(4): 71-75.
摘要:
通过溶胶法制备了18nm 和40nm 两种粒径均匀、单分散的SiO22TiO2 复合微粒, 确定了最佳合成条件。电镜照片显示, 水和TiO2 粒子接枝于SiO2 粒子表面, 成针状向外生长。对包覆过程、复合纳米粉末煅烧行为、表面改性的研究表明, 1100℃~ 1200℃TiO2 由锐钛型向金红石型转变, SiO2 的鳞石英晶型也开始形成。甲醇改性的TS纳米粉末能较好的再分散于乙醇中。
ZrO2 (Y2O3) 增韧的氮化硅烧结体的性能及相关系
臧建兵, 王明智, 王艳辉
2000, 17(4): 76-79.
摘要:
在高温(1400℃) 超高压(4. 2GPa) 下制备Y2O3 部分稳定的ZrO2 增韧的氮化硅烧结体, 通过XRD 及机械性能测试等方法分析ZrO2 的相结构, 研究氮化硅烧结体的增韧机理。结果表明, 烧结体中加入少量的铝粉, 可提高t2ZrO2 的相变能力, 达到利用部分稳定的ZrO2 增韧氮化硅烧结体的目的。稳定剂Y2O3 在ZrO2 中含量小于2. 5mol% 时, t→m 相变量及断裂韧性随Y2O3 含量增加而逐渐提高, 韧性提高来源于相变增韧和微裂纹增韧; Y2O3含量大于2. 5mol% 时, t 相接近100% , 韧性主要来源于相变增韧, 增韧效果随Y2O3 含量增加而逐渐减弱。Y2O3 作为良好的烧结助剂, 促进氮化硅烧结体在超高压下致密化, 烧结体的硬度随Y2O3 含量增加逐渐提高。
γ-l2O3 纳米粉对氧化铝、碳化硅陶瓷纤维烧结特性的影响
何巨龙, 于栋利, 刁玉强, 田永君, 李东春
2000, 17(4): 80-83.
摘要:
研究了纳米γ-l2O3 添加剂对氧化铝、碳化硅陶瓷纤维烧结特性和显微结构的影响。实验结果表明, 在纤维挤压成形过程中, 纳米γ-l2O3 粉填充到微米氧化铝粉的孔隙之中, 提高了纤维的素坯密度, 当添加剂含量为40% 时, 纤维的素坯相对密度达到最大值。纳米γ-l2O3 可以促进氧化铝和碳化硅纤维的烧结, 同时降低纤维的烧结温度, 提高纤维的密度。
C/C 复合材料热梯度CVI 工艺的数值模拟研究
姜开宇, 李贺军, 李克智, 侯向辉
2000, 17(4): 84-87.
摘要:
TCV I(热梯度CV I) 工艺是一种很有潜力的C/C 复合材料制备工艺, 它可以在较短的时间内制备出密度均匀性较高的C/C 复合材料制件。本文根据传热、传质理论及C/C 复合材料预制体的结构特点建立了TCV I 过程的动力学模型和几何模型, 在该模型的基础上利用数值模拟技术对该工艺进行了模拟和分析。模拟结果为TCV I工艺的开发和应用提供了理论依据。
复合材料旋转壳强度和稳定性有限元分析及实验研究
黄劲松, 曾广武
2000, 17(4): 88-91.
摘要:
利用有限元方法对一种特殊形状的复合材料旋转壳在轴压工况和内压工况下的强度进行了计算分析,揭示了应力分布特点, 确定了破坏区域和方式, 预报了模型的破坏载荷值。同时对其在轴压、外压和轴/外压工况下的稳定性也进行了分析计算。对内压、轴压下的强度和轴/外压下的稳定性进行了实验研究。
用数值模型研究复合材料固化过程规律
李辰砂, 张博明, 王殿富, 杜善义
2000, 17(4): 92-99.
摘要:
复合材料在固化过程中的内部历程很复杂, 科学地设计操作工艺需研究过程机理。本文对复合材料的固化过程的机理进行了阐述和发展, 并根据机理模型编制了电算程序, 通过数值计算模拟热压条件下复合材料的固化变化过程, 解释实验现象, 设计出合理的操作工艺使产品的各项指标得以保证。
具有固支边的叠层开口柱壳的解析解
盛宏玉, 范家让
2000, 17(4): 100-104.
摘要:
基于三维弹性力学基本方程, 通过引入边界位移函数, 建立了具有固支边的叠层开口柱壳在任意荷载作用下的状态方程, 给出静力问题的解析解。此解满足所有边界条件和层间连续条件, 适合任意厚跨比。由于采用多项式函数假设边界位移, 本文具有收敛快、在边界附近应力连续等特点。
含椭圆分层损伤复合材料层合板分层前缘接触效应研究
孙先念, 陈浩然, 陈绍杰
2000, 17(4): 105-109.
摘要:
采用基于Mindlin 一阶剪切理论的四节点板单元, 分析了分层前缘闭合接触效应对含椭圆分层复合材料层合板前后屈曲行为的影响。通过在分层区域内引入虚杆单元来防止上、下子板发生相互重叠, 并假设接触区内没有摩擦。结果表明, 分层前缘的闭合接触效应受分层几何形状的影响很大, 当椭圆分层子板的长轴与压缩载荷方向一致时, 闭合接触效应对含分层层合板前后屈曲行为最大。
湿热环境对损伤分层复合材料夹层板屈曲性能的影响
李向阳, 蒋莉, 张志民
2000, 17(4): 110-114.
摘要:
建立了一个分析含面板内分层损伤的复合材料夹层板屈曲性能的二维弹性基础模型, 采用Rayleigh-Ritz 法研究了任意的湿热环境对分层的复合材料夹层板屈曲性能的影响。考虑了材料依赖于温度变化的弹性及热、湿性质。
聚DL-丙交酯/羟基磷灰石(PDLLA/HA) 复合材料——Ⅱ : 硅烷偶联剂处理羟基磷灰石表面的作用研究
全大萍, 李世普, 袁润章, 廖凯荣, 卢泽俭, 王海华
2000, 17(4): 114-118.
摘要:
采用硅烷偶联剂(A -174) 对羟基磷灰石(HA ) 表面进行处理, XPS 分析表明, 偶联剂在羟基磷灰石表面形成多层结构, 并生成稳定的化学键O-P-Si。将经偶联剂处理的HA 微粉与聚DL -丙交酯(PDLLA ) 复合, 所制备的复合材料力学强度与处理前相比得到明显提高。SEM 显示, 经处理后的HA 微粒在PDLLA 基质中分散均匀, 两者结合紧密。本文作者认为, 加强复合材料的界面相互作用和提高填充质在基质中的分散度是提高复合材料力学强度的有效途径。
添加剂对铁/聚丙烯酸锂复合微粒-硅油电流变和磁流变效应的影响
李秀错, 张建永, 苏恺, 张留成
2000, 17(4): 119-123.
摘要:
采用反相乳液聚合技术合成了铁/聚丙烯酸锂复合微粒, 将其悬浮分散于含有不同添加剂的硅油中形成电磁流变体, 考察了添加剂的种类和用量对复合微粒的电流变和磁流变效应的影响。结果表明, 添加剂对电流变效应有较大影响, 且不同添加剂对电流变效应的影响差别较大, 对磁流变效应的影响却较小。
EPDM/Al(OH)3 复合材料界面结构参数表征研究
高乃奎, 彭宗仁, 谢恒堃
2000, 17(4): 124-126.
摘要:
采用动态力学分析(DMA ) 研究了EPDM/Al(OH)3 复合材料的界面结构参数, 提出了用DMA 分析估算复合材料界面层厚度的新方法, 讨论了Al(OH)3 粒子表面状态对EPDM/Al(OH)3 复合材料界面结构参数的影响。