王梦远
,
曹海建
,
钱坤
,
张建民
,
冯古雨
材料科学与工程学报
以玻璃纤维为原料,采用改良的三维织造工艺织制三维夹芯织物.以环氧树脂E-51、固化剂聚醚胺H023组成树脂基体,采用手糊成型工艺制备三维织物夹芯复合材料.对三维织物夹芯复合材料的力学性能进行研究,并分析不同树脂基体配比(环氧树脂∶固化剂)为2∶1、3∶1、4∶1时,对复合材料的压缩与弯曲性能的影响.结果表明:树脂基体配比为3∶1时,材料的压缩强度和弯曲强度最大;随着聚醚胺含量的减少,材料的压缩弹性模量和弯曲弹性模量逐渐增大;对比改良前的三维织造工艺与改良后的织造工艺所制备的材料,后者的力学性能优于前者.
关键词:
树脂基体配比
,
聚醚胺
,
三维夹芯织物
,
压缩性能
,
弯曲性能
王新月
,
高强
,
高春霞
,
葛明桥
,
冯古雨
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.08.021
磁性铁氧化物纳米材料是近几十年发展起来的一种具有磁靶向性的纳米材料。其中磁性纳米纤维由于具有独特的形状各向异性和磁晶各向异性，可以突破各向同性的磁性粉体材料对电磁性能的限制而引起研究者的广泛关注。通过静电纺丝、水热合成以及高温煅烧相结合的方法成功制备了新型 Fe2 O 3中空磁性纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱分析仪(FT-IR)、差热扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)及 X 射线衍射仪(XRD)对煅烧产物进行测试表征，结果表明煅烧产生的磁性纳米纤维非织造布具有新颖的中空结构，对甲基橙有快速吸附。
关键词:
静电纺丝
,
中空
,
磁性纳米纤维
,
Fe2 O 3
冯古雨
,
曹海建
,
钱坤
,
孙洁
,
俞科静
玻璃钢/复合材料
以2400tex的玻璃纤维为原料,在SGA598型三维织机上,织制出三层和六层两种三维浅交弯联机织物作为三维机织复合材料预制体,将两块三层三维浅交弯联机织物层叠在一起以保持两种机织物的纬纱层数一致.将环氧树脂E51与聚醚胺WHR-H023以质量比为3∶1的比例混合后制成树脂基体,采用手糊成型的方式将预制体与树脂基体按照质量比为1∶1的比例复合成型,制备出两种三维浅交弯联机织复合材料.借助Instron 3385H型万能材料试验机对材料的拉伸及弯曲力学性能进行测试;通过实验过程及对破坏断面的观察比较两种复合材料的力学性能.实验结果表明,三维浅交弯联机织复合材料在承受拉伸及弯曲载荷时,主要表现为脆性破坏模式;六层三维浅交弯联机织物作为复合材料的预制体时,该复合材料的弯曲性能和拉伸性能均优于两块三层三维浅交弯联机织物层叠在一起作为增强体的复合材料;且六层机织物可以更好地保护复合材料,提高其使用寿命.
关键词:
三维浅交弯联
,
环氧树脂
,
聚醚胺
,
拉伸性能
,
弯曲性能
,
破坏断面
冯古雨
,
曹海建
,
张坤
,
钱坤
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.05.018
本文利用环氧树脂E-51和固化剂聚醚胺WHR-H023(质量比为3∶1)制成树脂基体.采用H2 SO4和HNO3对颗粒尺寸为80目的可膨胀石墨进行表面酸化处理,制备亲水性酸化可膨胀石墨;并将酸化处理的可膨胀石墨及未经酸化处理的可膨胀石墨分别对上述树脂基体进行阻燃改性,石墨添加量为5％、10％和15％.借助红外光谱分析仪检测酸化处理的可膨胀石墨表面羧基、羟基等官能团的接枝情况;利用极限氧指数分析仪和万能材料试验机分别测试改性树脂基体材料的极限氧指数(LOI)及拉伸性能;采用扫描电子显微镜(SEM)观察改性树脂基体材料的断面.研究结果表明,酸化可膨胀石墨比未经酸化处理的可膨胀石墨对环氧树脂基体的阻燃效果更佳,且拉伸性能下降更少.
关键词:
可膨胀石墨
,
环氧树脂E51
,
聚醚胺WHR-H023
,
极限氧指数
,
拉伸性能
王新月
,
葛明桥
,
冯古雨
,
高强
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.05.013
将PVA溶于DMSO中,制备完全溶解的PVA/DMSO溶液.将PVA/DMSO溶液与PEDOT∶ PSS水分散液共混,制得混合均匀的PVA/DMSO/PEDOT∶ PSS共混纺丝液.通过湿法纺丝方法将共混纺丝液挤入甲醇凝固浴以凝固成纤,随后凝固定型的纤维经过不同个数的水洗槽进行水洗而制得不同组别的PVA/PEDOT∶ PSS共混纤维.探究了水洗次数对PVA/PEDOT∶ PSS共混纤维性能的影响.借助扫描电子显微镜(SEM),红外光谱分析仪(FT-IR),高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维进行测试表征.结果表明:随着水洗次数的增加,纤维表面形貌逐渐变好,表面沟槽和凹陷数量减少,表面变得更加光滑;纤维的电导率逐渐增加;拉伸强度逐渐升高,断裂伸长率逐渐降低.
关键词:
水洗工艺
,
湿法纺丝
,
PVA/PEDOT∶PSS共混纤维
卢雪峰
,
冯古雨
,
曹海建
,
王新月
,
钱坤
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.06.025
本文通过绘图软件PRO/E5.O构建了用于拉伸性能研究的三层浅交弯联机织复合材料的数字化结构模型.借助大型有限元分析软件ANSYS Workbench对复合材料在1mm的拉伸变形下复合材料、纤维增强体及树脂基体的拉伸应力、应变分布情况进行模拟、计算,并对1mm拉伸位移下复合材料的破坏行为和破坏机理进行分析.结果表明:复合材料承受拉伸载荷时,纤维增强体起主要承载作用,树脂基体起次要承载作用;平行于拉伸方向的纬纱比垂直于拉伸方向的经纱承受更大的载荷作用;1mm拉伸位移下,复合材料破坏行为主要为纤维拉伸变形、纤维与树脂间脱粘及树脂的破碎.
关键词:
有限元分析
,
三维机织复合材料
,
浅交弯联
,
拉伸载荷
,
破坏模式
冯古雨
,
曹海建
,
周洪涛
,
钱坤
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.02.005
以2400 tex无捻玻璃纤维粗纱为原料,在SGA598型三维织机上制备出一种三维浅交弯联机织复合材料预制体,使用硅烷偶联剂KH-570作为表面活性剂,采用涂抹、浸泡的方法对预制体进行表面处理以.改善复合材料的界面性能.以环氧树脂E51和固化剂聚醚胺WHR-H023以质量比3∶1的比例组成树脂体系,并将经过表面处理的预制体与树脂基体以质量比1∶1的比例通过手糊的方式复合成型,制得三维浅交弯联机织复合材料.分别借助傅里叶红外光谱仪、原子力显微镜、万能材料试验机、扫描电镜等仪器来测试与验证KH-570对预制体及复合材料的处理效果.结果表明,经过KH-570处理后,预制体表面粗糙度增大、比表面积增加,从而使得纤维与树脂界面结合更加紧密;复合材料的弯曲性能随着KH-570的增加而增强;复合材料主要破坏形式为纤维断裂,纤维在树脂中抽拔现象较少.
关键词:
表面处理
,
三维浅交弯联
,
玻璃纤维
,
环氧树脂
,
界面
,
弯曲性能
冯古雨
,
曹海建
,
王新月
,
钱坤
,
孙洁
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.03.004
借助绘图软件PRO/E构建出用于研究冲击性能的三层三维浅交弯联机织复合材料及冲头的结构模型,并利用有限元软件ANSYS对其力学性能进行模拟分析.分别表征复合材料中纤维、树脂基体的应力应变分布情况,并预测复合材料的冲击破坏形式.结果表明,在准静态冲击载荷的作用下,复合材料在冲头冲击的位置形成贯穿性损伤;纤维表现出较大的冲击应力,树脂基体表现出较大的冲击应变;冲击破坏模式主要为复合材料的变形引起的贯穿性破坏,包括纤维的断裂、树脂的破碎及纤维与树脂间的脱粘.
关键词:
有限元分析
,
三维机织复合材料
,
浅交弯联
,
准静态冲击
冯古雨
,
曹海建
,
钱坤
,
卢雪峰
,
俞科静
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.06.006
使用Pro/E 5.0构建出一种三维角联锁机织复合材料细观结构模型,利用ANSYS分析侧压载荷下复合材料中纤维与树脂应力应变分布情况,预测复合材料在侧压载荷下的力学行为,并对比复合材料侧压性能.结果表明:复合材料侧压性能表现出各向异性,纬向侧压性能好于经向;复合材料中纤维承载更多的载荷作用,树脂发生更大的变形;轴向平行于侧压方向的纤维承受更大的载荷作用,轴向垂直于侧压方向的纤维承受较小的载荷作用.
关键词:
三维机织复合材料
,
侧压性能
,
有限元分析
冯古雨
,
曹海建
,
王新月
,
卢雪峰
,
钱坤
宇航材料工艺
doi:10.12044/j.issn.1007-2330.2017.02.004
使用三维绘图软件Pro/E5.0构建出一种三层角联锁机织复合材料的细观结构模型,借助有限元软件ANSYS对复合材料在剪切力作用下纤维与树脂的应力、应变分布进行数值模拟,并借此分析该复合材料在剪切作用下的力学行为,并预测复合材料破坏模式.结果表明:复合材料在剪切力作用下发生沿剪切力方向程度较均匀的剪切变形;纤维相对于树脂承受更多剪切力作用,产生更大应力,但发生相对较小的应变;纤维中轴向与剪切力方向平行的经纱相对轴向垂直于剪切力的纬纱表现出更大的应力和应变.
关键词:
有限元分析
,
角联锁
,
三维机织复合材料
,
剪切性能
