Ag-CuO-NiO-LiAlSiO_(4)复合钎料空气反应钎焊GH3128/Al_(2)O_(3)接头组织及性能

以Ag-CuO-NiO-LiAlSiO_(4)复合钎料对GH3128高温合金与Al_(2)O_(3)陶瓷进行空气反应钎焊(RAB)连接,研究了NiO和LiAlSiO_(4)添加量对钎焊接头显微结构和力学性能的影响,分析了接头的界面微观结构及其形成机制。结果表明,钎焊过程中,GH3128合金表面生成了包括CuCrO_(4)内氧化层和NiO外氧化层的复合氧化反应层,Al_(2)O_(3)陶瓷表面生成了以CuAl_(2)O_(4)为主要成分的界面层。NiO的添加明显改善了复合钎料在合金侧的润湿性,而锂霞石(LiAlSiO_(4))的添加减小了钎缝与母材间的热失配,极大地改善了键合接头的连接性能。最终,使用含0.3%NiO(质量分数)和4%LiAlSiO_(4)(质量分数)的Ag-10%CuO复合钎料钎焊GH3128合金和Al_(2)O_(3)陶瓷,获得了61.8 MPa的最大剪切强度。此时,接头界面结构为GH3128/CuCrO_(4)+CrNi3+NiO+CuO/Ag+CuO+LiAlSiO_(4)/CuAl_(2)O_(4)/Al_(2)O_(3)。

石墨烯改性Cu基复合材料的研究现状与应用前景

石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物理和力学性能,一直被认为是一种理想的复合材料增强材料。介绍了石墨烯增强Cu基体复合材料,对石墨烯铜基复合材料的制备工艺、微观结构和力学性能、石墨烯的分散、增强机理、石墨烯与Cu基体之间的界面反应进行了总结,并对石墨烯/Cu基复合材料的发展前景进行了展望。

相容剂对长玻纤增强尼龙66树脂力学性能和流变行为的影响

采用自行研制的熔体浸渍包覆长玻纤装置,制备了长玻纤增强尼龙66（LGF-PA66）复合材料。研究了相容剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐（POE-g-MAH）、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐（EPDM-g-MAH）对LGF-PA66力学性能和流学行为的影响。结果发现：当相容剂质量分数为2.5%时,复合材料的拉伸强度最大,缺口冲击强度在相容剂质量分数为0%~10.0%范围内近似线性的增加,不同相容剂对力学性能的影响相似。运用了拉伸强度模型和缺口冲击强度模型对实验结果进行了解释。相容剂用量的增加导致了平衡扭矩线性的提高,但对实际加工并没有带来太大的影响。

锌基碳纳米管复合材料的界面特性及增强机理

通过复合电沉积技术制备了锌基碳纳米管复合薄膜。其中,碳纳米管表面的锌沉积层平滑连续,无明显界面缺陷,与其它金属基碳纳米管复合材料相比,这种独特的界面形貌是值得注意的。在对材料变形区的观察中发现,在薄膜变形的过程中,适中的结合强度将允许碳纳米管与基体发生界面脱黏,碳纳米管被拔出基体后桥联在裂纹中。虽然界面结合受到损伤,但是仍然可以有效地传递应力。当裂纹继续扩展,碳纳米管石墨片层开裂,直至完全断裂。同时,这些桥连在裂纹中的碳纳米管趋向于向垂直于裂纹的方向滑移,它们在基体中移动时会对基体造成一定程度的损伤。这些过程都将消耗大量的破断能,从而起到对基体的增强效果。锌基碳纳米管复合薄膜的平均硬度由HV178.3上升至HV493.5。

溶聚丁苯橡胶/炭黑/短纤维复合材料的取向结构与力学性能

研究了溶聚丁苯橡胶(SSBR)/炭黑/短纤维复合材料(SFRC)的力学性能和短纤维在橡胶中的取向度及其黏合效果,分析了短纤维的黏合作用对复合材料应力应变形为的影响。结果表明,短纤维的加入显著提高了SFRC的撕裂强度、10%定伸应力及邵尔A型硬度;短纤维用量小于30份时,2种预处理短纤维的取向度呈增长趋势,且尼龙短纤维的取向度明显高于聚酯短纤维;SFRC在平行方向上有不同程度的屈服现象,且添加聚酯短纤维的SFRC屈服应变及应力值小于添加尼龙短纤维的SFRC,SFRC在垂直方向没有应力屈服现象;预处理短纤维与橡胶的黏合效果优于未处理短纤维。

FRC/钢燕尾槽单向连接结构强度特性及损伤机理

针对纤维增强复合材料(FRC)与钢结构的紧密坚固连接要求,提出并设计了FRC/钢结构燕尾槽单向嵌入式胶接连接结构形式.初步设计的连接结构试件单向面内抗剪极限强度试验测试结果显示:由于层间剪力引起的自由端效应影响,FRC/钢燕尾槽连接结构的初始损伤将最先出现在自由端部,导致连接结构紧密性连接要求不能得到满足,而槽体连接区内纤维的层间分层和拐角区树脂基体的挤压损伤以及上下层间界面剥离构成了燕尾槽单向连接结构抗剪承载时的典型损伤及破坏模式.为此,提出了自由端部增强改进结构形式.采用有限元数值方法(Abaqus/Standard)对改进前、后两种连接结构界面应力分布特性进行分析,改进结构试验研究结果表明:改进后单向燕尾槽连接结构层间界面应力分布更趋合理,自由端部分层初始损伤得到有效抑制,燕尾槽单向连接结构能在有效保证水密性要求的前提下,使抗剪极限强度提高约61%.

界面粘接对填充复合材料力学性能的影响

利用原位聚合的方法将聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)包覆在滑石粉的表面 ,制得了含PMMA粘接层的滑石粉 /PVC复合材料。聚合物粘接层类似于粘接材料的粘接剂的作用 ,它很好地改善了复合材料的界面粘附性 ,提高了复合材料的机械强度。由于聚合物粘接层和基体聚合物的相互扩散以及界面内应力的存在 。

钎料中Ti元素含量对Si_3N_4/Si_3N_4接头界面结构及性能的影响

在900℃保温10 min的工艺条件下采用Ti含量不同的AgCu+Ti+nano-Si_3N_4复合钎料(AgCuC)实现了Si3N4陶瓷自身的钎焊连接,并对不同Ti元素含量的接头界面组织及性能进行了分析.结果表明,接头典型界面结构为Si_3N_4/TiN+Ti_5Si_3/Ag_((s,s))+Cu_((s,s))+TiNP+Ti_5Si_3P/TiN+Ti_5Si_3/Si_3N_4.随着复合钎料中Ti元素含量的增加,钎缝中团聚的纳米Si_3N_4颗粒逐渐减少,母材侧的反应层厚度逐渐增加后趋于稳定.当Ti元素含量高于4%时,钎缝中形成了类似于颗粒增强金属基复合材料的界面组织;当Ti元素含量达到10%时,有少量Ti-Cu金属间化合物在钎缝中形成;钎焊接头的抗剪强度随着Ti元素含量的增加而呈现先增加后降低的变化趋势,当Ti元素含量为6%时接头的抗剪强度达到最高值,即75 MPa.

增韧剂对长纤维增强PA66复合材料性能的影响

采用熔融浸渍法制备了长玻璃纤维增强PA66复合材料,通过对树脂熔体黏度、预浸料浸渍程度和纤维断裂率、材料力学性能进行测试及扫描电子显微镜(SEM)观察,分别研究了不同含量的增韧剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)和乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)对复合材料性能的影响。实验结果表明:随着含量的提高,两种增韧剂均能够使长玻璃纤维增强PA66复合材料的冲击强度增大,树脂与纤维界面的结合程度提升,其中POE-g-GMA的增韧及界面改善效果更为明显,可有效提升复合材料的力学性能。

PP-g-MAH改性SGF/PP泡沫复合材料的结构与力学性能研究

采用型内二次发泡工艺制备了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)共混改性短玻璃纤维(SGF)/聚丙烯(PP)泡沫复合材料,考察了PP-g-MAH的含量对复合材料的泡孔形貌、微观结构和力学性能的影响。结果表明:PP-g-MAH的引入改善了泡沫体的发泡效果,平均孔径减小了约35%,泡孔密度提高近4倍且分布均匀;偶联剂的表面包覆和PP-g-MAH的共同作用改善了SGF与PP的相容性,显著增强了两者的界面结合;随SGF含量增加,SGF/PP泡沫复合材料的抗弯强度先增大后减小,而冲击强度则呈现先急剧增加而后趋缓的变化趋势。

长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备及力学性能

使用熔融浸渍法制备了长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(LFTPP–G),研究了不同纤维含量、不同牵引速度及不同相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明,玻璃纤维在复合材料体系中起增强增韧作用,复合材料力学性能随纤维含量增加而升高;提高牵引速度可以提高生产效率,但复合材料的力学性能及纤维分散性能随之降低;相容剂PP-g-MAH的加入改善了玻璃纤维与树脂的界面结合。当使用自制的浸渍装置且玻璃纤维质量分数为50%、牵引速度为30 m/min、相容剂PP-g-MAH质量分数2%时,制得LFTPP–G具有较好的综合力学性能,其缺口冲击强度相较于纯聚丙烯树脂提高了1323%。

官能团化聚烯烃在聚丙烯复合材料中的应用

综述官能团化聚烯烃(FPO)在无机填料填充、增强、增韧,纤维增强、填充和阻燃等类型聚丙烯复合材料中的应用,并讨论了FPO改善复合材料界面粘结和提高力学性能的作用机理。

大分子表面处理剂在填充型复合材料中的应用

从大分子表面处理剂的结构和功能出发,综述大分子表面处理剂在无机颗粒填充聚合物中的应用,特别是对复合材料机械性能的改善。相关研究表明:大分子表面处理剂的使用在无机填料和聚合物之间引入了柔性界面层,从而使复合材料的强度和韧性都得到显著改善。

短纤维－橡胶复合材料开发研究的新进展

综述了作者近几年在短纤维预处理、界面粘合、取向及其表征、流变性能与测定方法、动态力学性能、力学性能预测所取得的研究成果．

植物纤维改性方法及其增强复合材料研究进展

植物纤维增强的复合材料具有低成本、降解性能良好的特性,但植物纤维与被增强材料之间存在着界面相容性较差的问题。因此,需通过合适的处理对植物纤维进行表面改性,以改善纤维与被增强材料之间的界面相容性,提高复合材料的力学性能。简要介绍了植物纤维的结构和性质,综述了近年来植物纤维改性方法对纤维和纤维增强的复合材料性能的影响。最后分析了各种方法的优缺点并对植物纤维的改性技术和复合材料的未来发展趋势进行了展望。

界面粘结对GF/VE复合材料在硫酸介质中耐蚀性能的影响

本文采用实验室模拟环境因素加速老化的方法,比较了两种界面粘结性能不同的防腐容器用玻璃纤维增强乙烯基酯树脂复合材料(GF/VEA,GF/VEB)在硫酸介质中的吸湿特性以及动态和静态力学性能的变化。结果表明,在55℃、40wt%的硫酸水溶液中,两种树脂的吸湿性能相差不大,但界面粘结情况的不同使两种复合材料的吸湿特性表现出明显差别;两种复合材料的弹性模量(E′)、剪切强度和弯曲性能均随浸泡时间的延长而下降,且GF/VEB材料因具有较好的界面粘结而呈现较高的性能保留率。

不同多巴胺添加量对竹粉/高密度聚乙烯复合材料性质的影响

受海洋贝类对固体表面超强黏附现象的启发,采用盐酸多巴胺对竹塑复合材料进行增强改性。分别使用多巴胺添加量为0、0.25%、0.50%、1.00%处理了毛竹竹粉,制备出竹粉/高密度聚乙烯复合材料D0、D0.25、D0.50、D1.00。竹粉与复合材料的分析方法包括傅里叶变换衰减全反射红外分析、X射线衍射法、物理力学测试、SEM和接触角法。结果显示:多巴胺可以作为竹粉/高密度聚乙烯体系有效的表面改性剂,不同多巴胺添加量改性后材料的弯曲强度和拉伸强度都有提高。适合的多巴胺添加量是0.50%,材料的拉伸强度和弯曲模量分别提升7.74%、27.78%。不同多巴胺添加量处理的竹粉具备相同结晶结构。多巴胺添加量不同,一定程度改变了竹粉的分子结构。SEM分析显示,D0.50中竹粉分散均匀,与聚乙烯结合最为紧密。多巴胺抑制了竹粉的亲水性能,使得改性竹粉水接触角增大。

树脂基体对玻纤单向复合材料力学性能的影响

采用玻璃纤维增强聚氨酯(PU)树脂与环氧树脂(EP)分别制备了两种单向复合材料,通过动态接触角与纤维拔出法表征了玻纤与树脂的润湿性和界面强度,并研究了单向复合材料静态与动态力学性能。结果表明,与环氧树脂相比,聚氨酯树脂黏度低和表面张力小,与玻纤之间具有更低的动态接触角和更高的界面强度,使得PU/玻纤复合材料具有更优异的静态力学性能;但在动态测试下,与EP/玻纤复合材料相比,PU/玻纤复合材料具有较低的储能模量、较高的损耗模量和玻璃化转变温度。

复合活性钎料钎焊Cu与Al_2O_3的接头组织及性能

为改善紫铜与Al_2O_3陶瓷的连接强度,采用纳米-Al_2O_3增强的AgCuTi复合钎料(Ag Cu Tip)对紫铜与Al_2O_3陶瓷进行了真空钎焊.采用扫描电镜、能谱分析以及剪切试验对钎焊接头微观组织及力学性能进行了分析.钎焊接头典型界面组织为紫铜/扩散层/铜基固溶体+银基固溶体+Ti_2Cu+Ti_3(Cu,Al)3O/Al_2O_3.纳米-Al_2O_3的添加抑制了Al_2O_3侧反应层的生长,并促进钎缝中形成弥散分布的Ti_2Cu相.随着保温时间的延长,铜侧扩散层和Ti_3(Cu,Al)_3O反应层的厚度逐渐增大.保温时间为20 min时,铜母材向钎料过度溶解,降低了接头性能.当钎焊温度为880°C,保温10 min时,接头抗剪强度最高为82 MPa.纳米颗粒的加入细化了钎缝组织并降低了母材与钎缝热膨胀系数的不匹配,因此提高了接头的连接性能.保温时间可影响界面组织及反应层的厚度,进而影响接头的连接强度.

陶瓷增强钛基复合材料焊接的研究进展

陶瓷增强钛基复合材料(CTMCs)兼有高的比强度、比刚度及良好的耐磨性和抗高温氧化性,对其进行有效焊接,有助于加强其在航空航天、机械电子和医疗器械等领域的广泛应用。综述了CTMCs熔化焊、钎焊和固相扩散焊,以及这3种焊接的国内外研究进展,着重回顾了熔化焊焊缝增强体的分布特征、钎料/母材界面行为及扩散焊焊缝孔隙度与接头力学性能之间的关系。并结合具体的焊接工艺,归纳了熔化焊电极移动速度、钎焊和固相扩散焊焊接温度以及保温时间对接头界面行为和力学性能的影响规律。最后,认为需要加强CTMCs的异材连接、界面反应层形成的热力学和动力学,以及界面微结构与接头服役性能(如强度和耐高温性)的关联性研究。