混杂纤维复合材料的力学性能研究

《混杂纤维复合材料的力学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com周春华等：混杂纤维复台材料的力学性能研究5混杂纤维复合材料的力学性能研究＼L周春华刘威李学闽(蓬贰_济南2Ⅲ22)T§1、1．内窑提要采耳『盐酸和乙酸对金属纤维表面进行活化处理后，使之与环氧树脂的拈鲒性大由改关键词：金属纤维玻璃圩推盎=牡止表面活化界面力学性能跨c]^矗，；『．1前言料试验机厂：复台材料一直是材料科学技术的重要研究领域电热鼓风干燥箱：ZHB101—2型，山0张店热之一．其增强材料正朝着混杂、超混杂方向发展混仪器厂；杂纤维复台材料是指由两种或两种以上纤维增强同万能液压机：QD型，

2、上海人造板机器广；真空干燥箱：大连第四仪表厂。一种基体树脂而形成的复台材料。玻璃钢是应用2．3金属纤维表面酸处理最广泛的一种复台材料，但其刚度低，阻碍了它在某将所需长度的金属纤维分别浸泡在不同浓度的些工业领域的应用。为此，人们采用混杂纤维一．即乙酸和盐酸中，浸泡不同时间，取出后用蒸馏水冲在玻璃纤维中混入碳纤维、芳纶纤维等来制备复台冼，烘干，备用。材料，虽然其效果显著，但造价高本文则选用竹廉24金属纤维与树脂界面粘附性的测定易得的金属纤维与玻璃布作增强材料，以解决玻璃如图1所示，将金属丝穿过树脂盒．垂直固定。钢刚度低的问题囡金属纤维表面有一层

3、氧化膜，与取配好的环氧树脂逐一饲入树脂盒内，室温固化24环氧树脂粘结不好，因此，采用酸氧化法破坏氧化h。层，在纤维表面引入极性基团，使其与基体树脂的粘附性得以改善，从而提高了混杂纤维复台材料的剐度，扩大了复台材料的应用领域。2实验部分2．1原材料金属纤维：济南拔丝厂生产，其性能见表l。衰1金属纤维的性能密度／拉伸强度／直径／ram横量，MPa1g·cmLMPa0．413102175l14玻璃纤维方格布：淄博光力士玻璃纤维股份有限公司；圉1金属丝与环氧树脂的粘结示意图环氧树脂：E44(6101)，环氧值0．4～0．7，山按照图2所示．用弹簧秤

4、测出金属单丝拔出最东单县有机化工厂；大载荷，用式(1)计算出界面的粘结强度。盐酸：化学纯，济南试剂总厂；D(1)乙酸：分析纯，淄博化学试剂厂；无水乙二胺：分析纯，山东化工研究院；式中：r——平均界面剪切强度；无水乙醇：分析纯．济南试剂总厂。尸——作用于纤维的最大载荷；22主要试验设备电子万能材料试验机：wD55型．长春第二材收祷日期：1996—09—19维普资讯http://www.cqvip.com6工程塑料应用996年．第24卷．第6期表5金属纤维经不同浓度的己酸丑不同时间处理对材料界面粘附性的影响乙醴浓度处理时间慧验结军Jn0【·I纤

5、维被拔出．且表面光洁纤维被拨出纤维被拔断纤维被拨出纤维被技断纤维被拨断图2金属草丝扳出实验示意图纤维被拔断圩维被拔断r——金属丝半径；纤维被拨一一金属丝嵌入树脂的长度5试样制备及其力学性能测定32复合材料界面帖附性的分析混杂纤维复台材料由玻璃纤维和金属网(用金接上述晶佳条件处理金属纤维后，进行盟蚶戎辑纤维制成)及环氧树脂组成。以金属网的含量不同出实验．结果绘出一拔出力只与埋入深度的芰系及铺层顺序不同制备混杂纤维复合材料试样。按照曲线，见图3=P曲线包括两部分：低埋八豫嶷(Il“783测试各试样的拉伸强度和弹性模量。的上升曲线和高埋入深受时的

6、水平线，开蛤进八求0nlnj结果与讨论平线区域，用目测估计．算出临界厶的值，围此可用3．1金属纤维酸处理对复合材料界面粘附性的影式(2)米计算材料界面的牯结强度．见表{响用不同浓度的盐酸、乙酸以不同时间处理金属r一纤维，测得金属单丝埋入村脂的最大拨出力．其结果表2、表3。表2金属纤维蚰经不站同浓蚰度的盐钮酸丑舯不同时驰间处理对材料界面牯附性的影响盐酸最大接出浓度／处理时I司力／N宴验结果too[·L一‘0040纤维被控出，且表面光洁0．03Oj46纤维被拨出2；S】】2l4jOl0539维被拨断埋^弹鬟ff：nn20ll5l纤维被拔断△一乙

7、酸处理；×盐酸处理；·一未处理O05139纤维靛拨断图3实验测得试样的尸r一1曲线Ol345纤维被拨出袁4复台材料界面的粘结强度0．0．5347纤维被拨断0l5金属丝表面损伤严重项目未处理试样经HC[处理经CHjcOOH处理O．0j5金属丝表面损伤严重6．6只／N由表2、表3可以看出，当酸的浓度低、处理时0．401间短时，金属纤维表面的性能变化不大，易从讨脂中r／MPal9．324l拨出，与未处理金属纤维的实验结果相似；当酸的浓变化幅度度大且处理时间长时，金属纤维表面受损严重，失去宴验结果金属纤维技金属纤维被盘属纤维技使用价值。因此进用0．

8、1too[／L的Hd处理1min拨出拨断拨断或0．5mo[／L的CH{COOH处理3rain的处理条件宜。由表4看出，经酸处理后材料的界面粘结强度维普资讯http://www.c