Experimental Investigations on Electroless Deposition of Copper on Basalt Fibers

In this work, an electroless method of coating copper on the basalt short fibers using copper sulphate solution is described. In order to avoid any interfacial reactions in the basalt fiber reinforced metal matrix composites, the basalt fibers were coated with copper. The effects of the time of sensitization, activation, metallization, PdCl2 concentration, pH and temperature bath on the extent of copper coating on basalt fiber are reported. The conditions used for electroless coating were optimized to obtain a uniform and continuous layer of copper. Using this method, it is possible to deposit up to about 25 wt% copper on the basalt fiber. The resultant composite fiber was characterized by scanning electron microscopy (SEM)/energy-dispersive X-ray (EDX) during and after the coating process. The effects of the thickness of copper coating on surface condition and also the tensile strength of the basalt fibers have been investigated. The study of surface condition of the coated basalt fibers by SEM showed that the copper coating at the thickness of about 0.2 μm had the best continuity on the basalt fibers. The results of tensile tests of basalt fibers coated with different thickness of copper showed that increasing the thickness of coating layer decreased the overall strength of fibers.

石墨涂层厚度对双层涂层玄武岩纤维织物电磁性能和力学性能的影响

探讨了石墨涂层厚度对双层涂层玄武岩纤维织物电磁性能和力学性能的影响,结果表明:测试频率范围为0 MHz～1500 MHz时,石墨涂层厚度为2. 0 mm的织物对电磁波的极化能力最强;测试频率范围分别为0 MHz～700 MHz和700 MHz～1500 MHz时,分别对应石墨涂层厚度为1. 5 mm和2. 0 mm的织物对电磁波的损耗能力最强;测试频率范围分别为0 MHz～1250MHz和1250 MHz～1500 MHz时,分别对应石墨涂层厚度为1. 5 mm和2. 0 mm的织物对电磁波的衰减能力最强;测试频率范围为0 MHz～40 MHz时,石墨涂层厚度为2. 0 mm的织物对电磁波的屏蔽能力最强;随石墨涂层厚度增加,织物的力学性能随之增强。

玄武岩纤维沥青碎石封层黏结性能及评价

针对现有沥青碎石封层黏结不足、低温开裂等一系列问题,将一定量玄武岩纤维掺入沥青碎石封层中,制备了不同类型玄武岩纤维沥青碎石封层.通过板冲击试验、黏结拉拔试验和抗剪切试验,系统分析了玄武岩纤维掺量、长度和乳化沥青掺量对沥青碎石封层黏结性能的影响,并引入混合型多指标灰靶决策方法,对比评价玄武岩纤维沥青碎石封层综合黏结性能,进一步确定各材料的合理掺量,以提高玄武岩纤维沥青碎石封层的黏结性能及使用品质.结果表明:与普通沥青碎石封层相比,玄武岩纤维沥青碎石封层的脱石率降低11.0%~30.5%,层间拉拔强度、层间抗剪强度分别提高11.7%~16.3%和9.7%~22.4%.综合考虑路用性能和经济效益,玄武岩纤维沥青碎石封层中乳化沥青最佳掺量为1.6kg/m^2,玄武岩纤维最佳掺量为80g/m^2.

玄武岩纤维增强环氧复合涂层的制备及性能研究

双酚A型环氧树脂是世界上使用最广泛的环氧基聚合物涂料树脂。为了满足其更多的性能要求,对于环氧树脂填料的研究也成为了热点。与此同时,玄武岩纤维是一种新兴的绿色材料,由于其优越的性能,具有广阔的应用前景。在本工作中,制备了玄武岩纤维增强的环氧树脂复合涂层,研究玄武岩纤维添加量对环氧树脂复合涂层在碳钢表面所起的保护作用的影响。结果表明,质量分数为15%的玄武岩纤维的环氧复合涂层的耐腐蚀性能最好,其低频阻抗模值■可达到10^(10)Ω·cm^2以上,且耐磨性和稳定性好。

玄武岩纤维改性砂浆防护层的抗氯离子渗透性

通过玄武岩纤维改性的砂浆防护层处理混凝土,研究涂覆一层保护砂浆层对混凝土的抗氯离子渗透性能的影响,研究表明经防护层处理的混凝土抗氯离子渗透性能得到了明显的改善。用RCM方法和压汞法(MIP)探讨了玄武岩纤维改性的砂浆防护层对混凝土抗氯离子渗透性的影响及机理,分析发现玄武岩纤维对贯穿裂缝和孔隙的有抑制作用,提高了混凝土抗氯离子渗透的能力。

玄武岩纤维复合材料过滤性能的研究

鉴于玄武岩纤维和聚四氟乙烯微孔过滤膜在过滤方面的独特优点,选用玄武岩机织布为基布,将其与PTFE微孔膜进行复合,并得到玄武岩机织覆膜滤料。测试并分析了覆膜滤料的过滤阻力、过滤效率、透气性、断裂强力及断裂伸长率,结果表明:玄武岩覆膜滤料过滤效率较高,过滤阻力符合过滤材料的要求,透气性好,断裂强力较高,具有较好的过滤性能,显示玄武岩覆膜滤料在工业应用上具有独特的优势。

短切玄武岩纤维增强环氧树脂复合涂层的制备及性能研究

目的研究玄武岩纤维/树脂基体界面对涂层性能的影响,通过界面结构的调控提升复合涂层的综合性能。方法采用酸刻蚀、活化和化学接枝等改性方法处理短切玄武岩纤维,制备短切玄武岩纤维增强环氧复合涂层。通过扫描电子显微镜、硬度测试、摩擦磨损测试、热重分析、电化学测试等方法研究短切玄武岩纤维不同表面改性方法(酸刻蚀、酸刻蚀+化学接枝、活化处理、活化+化学接枝)和添加量对涂层硬度、摩擦磨损性能及腐蚀防护性能的影响。结果4种表面改性方法均对短切玄武岩纤维的表面活性有提升效果,改善了短切玄武岩纤维与环氧树脂的相容性。其中,活化+化学接枝协同改性的效果最为显著,经过该方法改性后,复合涂层的硬度、耐磨性、耐热性显著提高。与环氧涂层相比,复合涂层的摩擦因数降低了0.113,硬度提高了32.59%,相同温度(320℃)下的重量损失降低了5%。同时,复合涂层的耐蚀性也显著增强,浸泡133 d后的涂层阻抗值仍保持1×10^(8)Ω·cm^(2)以上。结论表面改性使短切玄武岩纤维与环氧树脂之间相容性增强,进而形成了强有力的相互作用与结合,使得环氧涂层的硬度、耐磨性能、耐热性能和腐蚀防护性能显著提升。

玄武岩长丝振膜织物吸声系数研究

用于制作玄武岩纤维振膜的玄武岩长丝涂层织物称之为玄武岩长丝振膜织物。利用VA-Lab4 IMP-AT材料吸声系数测试仪,对玄武岩长丝振膜织物和玻璃纤维振膜织物的吸声系数进行测试和比较,并对玄武岩长丝振膜织物吸声系数的影响因素进行研究。结果表明,玄武岩长丝振膜织物可用于制备扬声器振膜,为玄武岩长丝振膜的研制提供试验依据,为玄武岩纤维在声学领域的应用提供数据支撑,以推动玄武岩纤维的产品开发。

高石粉含量下C80混凝土力学性能数值模拟研究

为研究石粉含量和纤维掺量对C80混凝土基本力学性能(包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量)的影响,结合Digimat和Abaqus建立2D随机骨料模型、3D纤维混凝土细观模型,将不同石粉含量、纤维掺量下混凝土的数值模拟与同等条件下基本力学试验结果进行对比分析。结果显示:2D随机骨料模型中过高(石粉含量大于5%时称为高石粉含量)的石粉含量会降低混凝土的整体力学性能,石粉含量越低模拟值与试验值越接近,当石粉含量为5%时混凝土的整体力学性能达到最佳。3D纤维混凝土细观模型中不同纤维类型对高石粉含量混凝土的强度有不同影响,与玄武岩纤维相比,铜镀纤维的掺入对高石粉含量下混凝土力学性能的增幅更明显。铜镀纤维体积掺量为0.4%和0.6%时均能提高混凝土力学性能,当掺量为0.6%时,混凝土数值模拟与试验结果误差小于7.1%且力学性能达到最优;玄武岩纤维混凝土的抗压性能随纤维体积掺量的增加而降低,当掺量为0.03%时数值模拟结果与试验结果误差范围在0.4%-8.7%,但对混凝土整体力学性能的提升较小。

Ni-Co-P中间层优化玄武岩纤维增强铝基复合材料的界面结构和力学性能

界面优化是提高铝基复合材料最为有效的手段。通过化学镀工艺成功制备0.2μm厚Ni-Co-P合金镀层修饰的玄武岩纤维,并通过真空热压烧结工艺合成Ni-Co-P镀层修饰玄武岩纤维增强2024Al复合材料(BF(Ni-Co-P)/Al)。探究了Ni-Co-P镀层对BF(Ni-Co-P)/Al复合材料界面结构及拉伸性能的影响机制。结果表明:复合材料中Ni-Co-P镀层形成稳定的Ni-Co-P中间层,不仅抑制了玄武岩纤维与铝合金基体间的有害界面反应,且优化了二者间的结合强度。BF(Ni-Co-P)/Al复合材料密度及硬度明显优于BF/Al复合材料,且当玄武岩纤维体积分数为30vol%时,BF(Ni-Co-P)/Al复合材料屈服强度和抗拉伸强度分别为252和360 MPa,大幅高于未修饰纤维增强铝基复合材料和铝合金基体,并表现出渐进累积失效的断裂模式。