【摘 要】
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纤维增强复合材料中纤维和基体的协同作用是通过共同接触的界面实现的,改善界面状况是提高复合材料的强度和生产率的重用手段.该文以复合材料界面的超声处理技术进行了深入的
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纤维增强复合材料中纤维和基体的协同作用是通过共同接触的界面实现的,改善界面状况是提高复合材料的强度和生产率的重用手段.该文以复合材料界面的超声处理技术进行了深入的探讨.回顾了国内外在采用超声处理技术制备复合材料方面所作的研究及发展状况,对超声作用于纤维/树脂浸渍界的机理进行了探讨,通过对超声在液体中的空化作用及影响声空化的物理因素的分析,认为超声的空化现象以及空化带来的二阶效应声流和声射流,可除去界面层中的气体杂质,除去纤维表面的污层,增加纤维的表面能,提高纤维/树脂的浸润性,使胶液分散均匀;空化现象可促进胶液的物理改性,使树脂对纤维的粘接能力提高;提高空化作用效果的重要手段是增大超声变幅杆的工作面长度和采取适当的输出振幅.浸渍实验对超声振动系统提出了很高的要求:长时间,大振幅,高速走丝.为了解决高速走丝的问题,作者采用了增大接触长度来保证超声辐照时间的方法,这使得面积系数必然降低.在很低的面积系数下,采用级联变幅杆,增大变幅杆的放大倍数和形状因素,可以解决上述矛盾.该文设计的级联变幅杆放大系数达32,形状参数达2.2,优化了超声振动系统的性能.最后实验表明,超声变幅杆的适当振幅为40~50μm,通过超声处理能使纤维缠绕速度由原来的0.5m/min上升到8m/min,复合材料的剪切强度提高6%左右,稳定性提高.
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