天然竹筒内竹纤维的分布规律研究

天然竹材具有良好的力学性能,主要得益于其独特的结构。本文通过对竹子的壁厚与外径关系以及竹纤维百分含量、纤维直径、纤维平均周向间距等沿竹筒径向的分布规律的系统研究,得出了竹材筒壁的微观结构分布规律,为竹结构的仿生奠定理论基础。

纳米填充物对聚合物及其复合材料蠕变性能影响的研究进展

相比于金属基和陶瓷基复合材料,聚合物基复合材料的抗蠕变性能较差,这使聚合物基复合材料的应用受到一定的限制。向聚合物中添加适当的填充物是改善其抗蠕变性能的一种行之有效的方法。文中综述了零维、一维及二维纳米尺寸的填充物对热塑性和热固性聚合物蠕变性能影响的研究进展,并对纳米填充物增强聚合物抗蠕变性的机制进行了分析。详细分析和比较了碳纳米管对环氧树脂蠕变性能影响的研究进展,总结了目前研究的热点和难点,并对未来研究的方向进行了展望。

氨基化碳纳米管对交联环氧树脂玻璃化转变温度的影响机制

采用动态力学性能分析和分子动力学模拟相结合的方法研究了氨基化碳纳米管/环氧树脂复合材料的玻璃化转变温度(T_g),并重点分析了界面在影响T_g变化中的作用。实验发现,与纯环氧树脂相比,未改性碳纳米管对环氧树脂的T_g无明显影响,而氨基化碳纳米管使环氧树脂的T_g升高。分子模拟结果显示,在氨基化碳纳米管/环氧树脂复合材料中,当氨基化碳纳米管与环氧树脂基体有共价键连接,碳纳米管与树脂基体间界面结合强,复合材料的T_g显著升高。研究结果表明,在环氧树脂中添加氨基化碳纳米管后,由于碳纳米管上的氨基官能团能参与环氧树脂的交联反应,形成共价键,界面结合强,复合材料的T_g升高。复合材料界面状态不同,T_g的变化情况不同,选择能形成强结合界面的碳纳米管等增强材料可以实现提高树脂基体T_g的目的。

表面官能化对碳纳米管/环氧复合材料玻璃化转变温度及韧性的影响

通过碳纳米管的不同表面官能化,构造其与环氧树脂的不同界面。采用动态机械性能分析研究不同表面官能化碳纳米管对环氧树脂复合材料玻璃化转变温度的影响;采用摆锤冲击试验研究环氧树脂复合材料的韧性。结果表明:与纯环氧树脂相比,氨基化碳纳米管/环氧树脂复合材料的玻璃化转变温度升高,而羧基化碳纳米管/环氧树脂复合材料的玻璃化转变温度反而有所下降;碳纳米管/环氧树脂复合材料的冲击强度相比纯环氧树脂均提高了近一倍。复合材料性能的这些变化规律主要归因于不同表面官能化碳纳米管与环氧树脂基体间形成了不同的界面。

复合材料/金属胶接结构研究进展及发展趋势

胶接连接应用日渐广泛,特别是在汽车和航空航天等结构领域。首先分析了复合材料/金属胶接连接方式的特点,重点介绍了接头中的次弯曲效应、异质材料间刚度与热膨胀系数的不匹配特性以及载荷传递特性。然后总结了提高胶接接头强度的研究进展,主要包括增大胶接长度和宽度、选择胶黏剂、表面处理、增加胶瘤和被粘合物形状的设计等方面。最后对胶接接头的发展趋势进行了展望。