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复合材料学报期刊论文收录范文(两篇)

时间:2017年06月09日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

下面是两篇符合材料学报收录的论文,符合材料是一种科学界广泛关注的材料,被应用在航空、人造卫星等很多领域,这些新型材料的发展在未来的高新产业肯定会有美好前途,会产生大的作为。论文对玻璃纤维布及碳纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料性能进行了研究。

  下面是两篇符合材料学报收录的论文,符合材料是一种科学界广泛关注的材料,被应用在航空、人造卫星等很多领域,这些新型材料的发展在未来的高新产业肯定会有美好前途,会产生大的作为。论文对玻璃纤维布及碳纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料性能进行了研究。

科学期刊

  《酚醛环氧树脂复合材料性能研究》

  摘要:纤维增强复合材料简称FRP,这种材料中有较大的强度和较良好的耐久性,这是其他材料都无法比拟的。碳纤维增强环氧树脂复合材料相比其他材料具有较好的耐高温、耐腐蚀、质量轻等特点。

  关键词:玻璃纤维布;碳纤维布;复合材料;力学性能;纤维

  复合材料纤维复合材料,简称FRP,因其较大的强度和较良好的耐久性,获得了材料学界的广泛关注,其中碳纤维增强环氧树脂复合材料具有其他材料都没有的良好的耐高温和耐腐蚀性,作为玻璃钢一大分支的玻璃纤维增强环氧树脂复合纤维,比重小,比强度高是它的一大优点,良好的耐化学性使它的可使用范围更加广泛。另外,碳纤维增强环氧树脂复合纤维和玻璃纤维增强环氧树脂复合纤维都具有质量轻和力学性能优良的特点,在当下材料短缺的现状下,如果能将这些材料应用于各行各业中,将会降低部分产品的高成本,解决原料短缺的问题,促进材料学以及社会经济的一大发展。

  1碳纤维增强环氧树脂复合材料

  1.1碳纤维的发展历程

  碳纤维作为一种无机高分子化学材料,主要组成元素是碳元素,碳纤维是一种纤维状碳化合物,是在惰性气氛和高温条件下有机纤维碳化而形成的,有纤维、布料等多种形式,也有多种分类,按照其力学性能的不同,可以分为高强度、超高强度等,根据其元素的不同可分为纤维素基、酚醛基和沥青基等,碳纤维主要是在复合材料中充当增强材料,根据不同的基体材料以及复合方式可以达到不同的效果。碳纤维复合材料具有较好的耐高温性和耐疲劳性。很久以前,就有很多科学家从碳纤维入手,成功制备了力学性能较好的黏胶基碳纤维和聚丙烯腈基碳纤维,后来,碳纤维的应用范围不断扩大,在运动领域、航空、人造卫星等多个领域都有其应用。

  1.2碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

  通过查阅资料我们可以知道,碳纤维力学性能非常好,相比其他材料来说,碳纤维的抗拉强度和弹性模量都比其他纤维高出不少。为了研究成型压力对其拉伸性能的影响,我们进行了一系列实验,运用控制变量法,选取成分含量相同的树脂溶液,使用相同的碳纤维单向布,改变成型压力,制备不同的碳纤维增强环氧树脂好复合材料,通过压力测试,对不同的碳纤维复合材料拉伸性能做出评价。最后试验结束,在拉伸的过程中,不同的成型压力的复合材料会出现不同的断裂程度,因此我们能够得到下列结论,增加复合材料的成型压力可以在一定范围内增加复合材料的拉伸程度和弹性模量,这说明在一定的范围内,成型压力的适当增加对树脂基体对纤维的浸润程度有促进作用,可以提高树脂与纤维之间的粘合性,因此复合的效果也就越好,材料的拉伸性能也就越高。

  2玻璃纤维增强环氧树脂复合材料

  2.1玻璃纤维的发展历程

  玻璃纤维制品被广泛应用在各行各业,它是一种具有较高性能的无机非金属材料,具有较好的耐热性和耐腐蚀性,主要成分是二氧化硅,根据其形态和长度可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉,根据玻璃中碱的含量可以分为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高碱玻璃纤维,因为其良好的绝缘性和耐热性,常作为电绝缘性材料和保温材料出现在我们的生活中。玻璃纤维和碳纤维一样,常作为增强材料,被广泛应用在各个领域。玻璃纤维是玻璃钢的一种因此它的性能较钢的性能要高出许多。玻璃纤维作为增强材料,其中最出名的就是玻璃纤维增强环氧树脂复合材料,环氧树脂是一种性能优良的热固性树脂,与其他不聚酯树脂相比较,力学性质更优良,点绝缘性能越高,耐化学药品性、耐热性以及粘合性能也越好,当环氧树脂与玻璃纤维形成复合材料时,由于它较强的粘结性,因此可得到较高的界面剪切强度,复合材料使环氧树脂本就优良的力学性质耐化学性得到更好的发挥。

  2.2玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

  通过下表中玻璃纤维与钢性能的对比可以知道,玻璃纤维具有很好的力学性质,因此,它是一种较好的复合材料中的增强材料。玻璃纤维是单项排列在树脂基体内的,所以当纤维含量达到一定值时,当外力通过树脂基体作用到纤维上时,由于各向异性的影响,外力的作用方向会发生改变,开始沿着纤维取向的方向发展,在一定程度上使力的作用发生分散,从而对复合材料的破坏程度降解到最低,提高了复合材料的力学性能,但是当复合材料中纤维材料含量过多时,部分纤维很难被树脂基体完全浸润,造成材料中许多结合界面结合力减弱,当外力作用到材料上时,力的传递失去了它本应有的效果,从而使材料的性能下降。

  3结语

  经过多年的发展,我国的复合材料也跃居世界前位,但在很多领域我们或许对碳纤维以及玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究还有很多缺陷。碳纤维以及玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的耐腐蚀性、绝缘性、耐化学性以及耐热性相比之其他材料都是非常优良的,由于其刚性好、强度高,因此可以广泛应用于航天航空以及运输领域,对这些优良性能材料的开发可以有效降低产业开发所需的高成本和能源短缺的严重问题。

  参考文献

  [1]易增博.碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究[D].兰州交通大学,2015.

  [2]崔兴志.碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备及性能研究[D].中国海洋大学,2014.

  [3]牟书香,贾智源.碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型及其性能研究[J].玻璃钢/复合材料,2013,(Z2).

  [4]梁春群,莫攸.竹纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究[J].化工技术与开发,2010,(8).

  [5]尹志娟,王丽雪,姜珊.玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的低温性能研究[J].黑龙江工程学院学报(自然科学版),2010,(1).

  [6]张硕,姚宁,吴继平,张广泰.玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能[J].电工材料,2016,(1).

  [7]张乔胤,张鹏,程永奇,孙友松,董智贤.碳纤/玻纤协同增强环氧树脂复合材料力学性能研究[J].玻璃钢/复合材料,2012,(5).

  作者:周志宏 吴娜 单位:西安航天复合材料研究所超码复合材料公司

  《无损检测技术在复合材料检测的应用》

  摘要:无损检测技术在对复合材料进行检测的过程中,不会损坏材料的结构以及形状,不影响其使用性能,通过抽样检查或者逐渐检查的方式,来获取材料的结构信息以及缺陷状况。不同种类的复合材料基于其自身的特点,可以选择适当的无损检测方法,对其内部以及表面的缺陷进行准确的判断和评价。本文就无损检测技术在复合材料检测中的应用进行了详细的讨论。

  关键词:无损检测技术;复合材料;研究

  1无损检测技术在复合材料检测中的应用概述

  为了保证复合材料结构的完整性,必须对其进行准确的缺陷以及损伤的检测,一旦发现问题,及时修复,进而对材料的性能进行准确的评价和判断。不同的复合材料,其结构和性质各不相同,所选取的无损检测方法也存在着差异,现阶段,被广泛应用的无损检测方法包括:X射线检测无损检测法、超声波无损检测法、计算机层析检测法、红外热成像检测法、声发射法等,各种不同那个的无损检测方法也都有自身的应用范围、优点和缺陷。

  2不同种类无损检测技术的应用状况

  2.1X射线无损检测技术

  应用比较广泛的X设备无损检测方法是胶片照相法,这种方法能够检测出复合材料中的孔隙以及杂质等在外形方面表现出来的缺陷,同时,也能够检测出结构的疏散、孔洞、纤维断裂、材料分布不均匀等缺陷。这种检测方法具有较高的灵敏度,检测结果观察起来比较直接,但是如果在和射线垂直的方向上存在裂纹,不容易被发现,同时,设备体积大,结构复杂,在养护以及维修方面所需投入的资金量较大,对安全防护方面的要求比较高。随着技术的进步,X射线无损检测技术也在不断的优化和更新,新型的X成像检测技术以及X射线CT技术已经相对成熟,并投入到实际的应用当中。这两种方法的优势在于有着更高的精度以及效率,在资金方面投入量小,能够实现检测结果的远距离传输,使用性强,比传统照相底板的检测方式具有明显的优势。

  2.2超声波无损检测技术

  依据复合材料本身的性质以及声学性质对声波产生的作用来开展复合材料的超声波无损检测,实现对复合材料内部以及表面缺陷的检测。这种检测方法能够对复合材料的层间结构、孔隙、裂纹、裂缝以及夹杂物等缺陷进行检测,并对材料的密度纤维状取向、弹性模量数值、厚度数值以及几何尺寸进行检测,及时发现材料的变化情况。这种检测方法具有极高的灵敏性,能够准确的对缺陷处进行位置的确定,检测出缺陷的主要位置以及分布状况,设备的复杂程度低,操作容易。但是也存在着一定的弊端,比如:检测效率不高,无法实现同一设备对全部缺陷进行检测,对于不同种类的缺陷,需要更换不同形式的探头,才能实现准确的检测。对厚度尺寸较小,外形尺寸不大以及结构复杂程度较高的复合材料,也无法进行很好的检测,计算机技术的进步,超声波扫描技术应运而生,基于其显示比较直观、检测效率高、花费时间短等特点,已经应用于飞行器等大型复合材料的检测工作。

  2.3计算机层析照相检测技术

  工业计算机层析照相技术,就是工业计算机断层扫描成像技术,主要应用于检测工业构件。具有操作简单、检查直观、不对试件造成损伤等优点。这种方法的工作原理是:以扫描的方式,获取试件的断层投影值,再依据图像进行断层图像的重新建立。这种方法扫描完成的图像清晰度好,普通的透视照相方法比较容易发生图像模糊和重叠的现象,这种层析照相技术极大的改进了之前的成像状况,图像清晰度极高,对比灵敏度高于透视照相技术两个数量级以上。基于这一显著的优势,国际上已经将工业计算机层析照相技术列为现阶段最佳的无检测方法。通过大量的产品检验实践,发现工业计算机层析照相技术能够检测出复合材料中的气孔、夹杂、空隙、分层等缺陷,灵敏度极高,可以十分准确的检定缺陷的外形尺寸。

  2.4红外热成像无损检测技术

  这一技术的原理为利用红外物理理论,将红外辐射特性的技术以及方法合理地应用于被检测元件,实现综合性的无损检测。这种检测技术鉴定物体缺陷的方法是利用物体的热量以及热流。当复合材料内部存在缺陷时,会导致材料的传热性能发生变化,使表面的温度分布状况产生不同,再通过检测设备来判断热辐射的差异,得到缺陷存在的准确位置。红外热成像技术的优势在于资金投入小、检查时间短、速度快、操作简单、准确度高。主要应用于对复合材料以及多层材料进行夹杂物、分层、开裂等缺陷的检查。

  2.5声发射法检测技术

  声发射法用于对复合材料以及构件进行检查和评价,是一类动态性较强的检查技术,通过对声发信号的妥善处理对缺陷进行评价,确定缺陷的实际位置,并进一步判断其发展的规律。这种检测方法的工作原理是:如果物体存在缺陷或者有某一部分出现异常,则其在外力的作用下,就会出现应力集中,进而发生形状的改变或者出现断裂,其内部由此而产生的应变能以弹性波的形式被释放出来,设备将这些信号以及信息进行捕捉,然后通过声发射的信号特点以及发生强度数值,来判断材料的微观形变以及裂纹、裂缝的状况,实现准确的检测和报告。

  这种无损检测方法有其特定的适用范围,必须具备以下两个条件才能应用这种方法:

  第一,必须有外部载荷作用于材料。

  第二,材料内部的缺陷或者结构必须发生改变。现阶段,这种技术已经用于检测复合材料内部碳纤维、玻璃纤维是否断裂,断裂载荷的分配状况等,进而对岩纤维或者玻璃纤维的质量进行有效评价。声发射技术还可以用于区分复合材料中层板内缺陷的断裂状况,对其特性进行有效判断,比如:基体开裂、纤维和树脂的开裂状况,裂纹是否存在拓展等。

  综上所述,不同种类的无损检测技术都有其自身的优势以及弊端,适用范围也有所不同,对于大型复合材料的分层、裂纹、内部缺陷都可以通过采用适当的无损检测技术进行检测、判定和评价。技术人员可需要不断的将检测技术进行更新与优化,实现检测数据准确性的稳步提高。

  参考文献:

  [1]刘颖韬,郭广平,杨党纲等.脉冲热像法在航空复合材料构件无损检测中的应用[J].航空材料学报,2012,32(01):72-77.

  [2]刘松平,刘菲菲,史俊伟等.复合材料冲击损伤高分辨率超声成像检测与损伤行为分析[J].机械工程学报,2013,49(22):16-23.

  作者:肖亚楠 单位:河北大学质量技术监督学院

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