稀土改性玄武岩纤维/环氧复合材料的制备与力学性能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:AQ0305
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文根据玄武岩纤维的表面特性以及稀土元素独有的物理化学性质,采用稀土溶液浸泡法,对纤维进行表面改性处理,将改性后的纤维作为增强体制备玄武岩纤维/环氧复合材料。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和电子万能力学试验机等测试方法对改性前后的玄武岩纤维表面的化学结构、表面形貌以及玄武岩纤维/环氧复合材料的力学性能、断口形貌进行了研究。探讨了稀土元素在玄武岩纤维表面以及其复合材料界面处的作用机理,为玄武岩纤维/环氧复合材料力学性能的提高提供了理论支持。首先,酸化处理后的玄武岩纤维微观形貌无变化,表面羧基含量的提高为纤维表面稀土改性处理提供活性区域,随着稀土改性溶液浓度的提高,纤维表面有新的活性基团形成,在使用0.5wt%稀土改性溶液处理时,表面活性含氧基团数量达到最高。对玄武岩纤维表面进行SEM观察,纤维表面由细小斑点状组织,逐渐增多聚集成为细小颗粒的密集覆盖,最后出现大颗粒的结构以及原有包覆膜层的破裂现象。其次,将不同浓度稀土改性溶液处理后的玄武岩纤维/环氧复合材料,进行力学性能测试,确定最佳稀土改性溶液浓度,随着稀土改性溶液浓度的提高,复合材料的拉伸性能、弯曲性能以及ILSS性能均呈现先增高后降低的状态,并在改性溶液浓度达到0.5wt%时,复合材料的力学性能达到最佳。对玄武岩纤维/环氧复合材料的拉伸断面形貌进行SEM观察,发现力学性能与复合材料的界面结合状态密切相关,力学性能最佳的复合材料,断面处残留大量树脂基体,良好的界面状态起到了有效的传递外界破坏力的作用。最后,根据稀土改性后玄武岩纤维表面的化学结构以及其复合材料的力学性能情况,分析了稀土元素在复合材料中的作用机理。稀土元素可以与玄武岩纤维表面的C、H、O等非金属元素发生配位化学反应,并与稀土改性溶液中的有机活性基团发生化学配位键合,提高了纤维表面的活性状态,稀土元素与玄武岩纤维以及环氧树脂分子链发生化学键合,使得玄武岩纤维/环氧复合材料形成强度和韧性均提高的界面层,宏观即表现出提高了复合材料的力学性能。并且,稀土改性溶液处理后的玄武岩纤维表面粗糙度提高,使得界面处的机械啮合力也得到提高,为界面处的破坏,提供了更大的摩擦力,同样起到了提高界面结合强度的作用。
其他文献
以广州某印制线路板有限公司废水处理工程实例,研究以“氧化-优化混凝”为主体工艺处理该印制线路板废水的可行性;确定了Fenton氧化和优化混凝的最佳工艺条件;介绍了处理工程的
本文总结了基于粗糙集理论不确定推理过程中出现的三个不可避免的问题,分析了已有的推理方法(权重推理策略和支持度推理策略)的推理思想,通过实验证明了其推理过程中出现的两类错
目的 分析乌司他丁结合低分子肝素钙的临床应用价值及对细菌感染率和血清超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平的影响.方法 将2016年
新课程标准要求“教材通过大量的生活实例体现基本原理、基本概念和基本知识;既要有文字描述,也要适当配以图片,开发相应的音像资源.教材应选择典型案例,设计开放性情境,通过
器官需求的总量不足导致世界范围内对器官捐献的需求不断上升.中国的器官捐献组织(organ procurement organizations,OPO)通过一系列举措使得器官捐献数量逐年上升,但依旧存
GH4586A合金是我国自行研制成功的一种新型难变形镍基高温合金,是在GHl41合金的基础上,调整合金元素含量而发展的新型合金。初衷是用作航天发动机涡轮盘材料。目前,为了进一步发
目的 探讨模拟人联合动物疾病模型在心肺复苏培训中的效果.方法 将2019年3—6月在急诊科进行住院医师规范化培训的学员随机分为联合组(n=38)和对照组(n=38).联合组使用模拟人
该文主要采用非等温热重分析法(TG和DTG)在低热流强度范围内不同气氛中研究了多种聚合物的热解行为、变化规律及其动力学.通过Broido、Freeman-Carroll和Liu-Fan热解动力学方
进入21世纪,现代工业对材料轻量化要求越来越高。镁锂合金作为世界上最轻的金属材料,因为具有低密度、高的比强度和比刚度、并具有良好的切削加工性能、电磁屏蔽性能、阻尼减震
本文对PCBs同系物与PCBs总量的关系进行了初步探讨,提出了POPs生态风险评价目标生物的筛选原则和筛选程序,并在此基础上,选择长江口和珠江口地区作为研究区域,应用单点估计对两个