张增志
,
张利梅
,
程海涛
,
牛俊杰
,
张际飞
,
刘铭
,
许海凤
,
黄华
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.04.004
通过聚乙烯醇和超细层状无机材料以不同比例混合对植物纤维做涂层化处理,借助显微照片分析了涂层与纤维及纤维与基体的复合;利用示差扫描量热法和热重法分析了涂层比例对纤维表面吸附水的影响;测量了膜材包装水后在失水率随温度和湿度的变化;通过应用蓄水渗膜包装水现场造林,统计了造林成活率.结果表明:导水纤维经涂层处理后可实现与环境友好高分子基材的浸润结合;通过调整导水纤维涂层中的聚乙烯醇与片层无机物混合比例,可实现不同的渗水速度;蓄水渗膜材料能够根据土壤的温度和湿度变化调节渗水速度,从而可以根据需要调整土壤含水量;应用蓄水渗膜材料造林的树苗成活率比对照林高出20%～50%,生长量也有明显优势.
关键词:
纤维
,
涂层
,
薄膜
,
荒漠化
,
植树造林
羡瑜
,
王翠翠
,
王戈
,
任文涵
,
程海涛
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.10.011
为探索造纸剩余物竹屑高效利用新途径,采用挤出成型工艺制备竹质纤维-高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,探讨了不同质量分数竹屑对复合材料力学和热学性能的影响.结果表明:当竹屑质量分数为70％时,竹质纤维-HDPE复合材料综合力学性能较优;加入竹屑降低了复合材料起始分解温度,但提高了其高温耐烧蚀性;竹质纤维-HDPE复合材料结晶度随着竹屑质量分数的增加先上升后降低,当竹屑质量分数为60％时,复合材料结晶度较高,玻璃化转变温度最高,在承受动态载荷时刚性好,热变形小.
关键词:
竹屑
,
竹质纤维-高密度聚乙烯复合材料
,
力学性能
,
热学性能
刘冬
,
余雁
,
张求慧
,
田根林
,
程海涛
新型炭材料
以毛竹炭化物作为模板,通过浸渍正硅酸乙酯溶胶,在氩气保护下经1450℃高温煅烧制得纳微米棒.场发射电镜的高分辨观察表明:竹炭导管内生长的纳微米棒呈六边形片层结构叠加形成的竹节状,直径1 00 nm～500 nm,长度达30μm以上.X射线能谱分析及X射线衍射确认该纳微米棒的主要物质组成为碳化硅.研究表明:竹炭内部导管是生长纳微米棒的理想场所,竹炭的溶胶增重率影响碳化硅纳微米棒的形态和产量.竹材是大规模制备碳化物纳微米棒的优良生物模板原料.
关键词:
竹炭
,
碳化硅
,
纳微米棒
王戈
,
陈复明
,
程海涛
,
李贤军
复合材料学报
研究了含孔天然苎麻纤维织物/异氰酸酯复合板在双轴向拉伸载荷下的力学行为.对0.5、1.0、2.0、4.0 mm 4种孔径板进行了单向和双轴向载荷拉伸试验,同时采用数字散斑相关方法对全场位移及孔径大小对应变的影响进行了表征.结果表明:当载荷线性变化时孔周围的位移场分布较为均匀;随着载荷接近破坏值,位移场呈非线性分布并出现高应变值点,破坏以极快的速度沿孔边在这些点首先发生.随着孔径的增大,在1000～2000 N双轴向载荷下孔周围相同面积内x、y方向正应变的平均值减小,应变值波动小但范围增大.材料在单向和双轴向拉伸时表现出不同的力学特征:双轴向载荷下失效强度要比单向拉伸时低,降低比例为14%～27%,且随着孔径的增加而增加.
关键词:
双轴向拉伸
,
含孔复合材料
,
数字散斑相关方法
,
应变
陈复明
,
江泽慧
,
王戈
,
邱亚新
,
刘杏娥
,
程海涛
复合材料学报
探索了一种新型竹质工程构件——瓦楞型竹束单板复合材料(CBLC)的制备工艺,研究了三种典型铺装类型(Ⅰ型:(0°)6；Ⅱ型:(0°/90°)3；Ⅲ型:(90°)6)对其拉伸、双向弯曲、三维压缩性能的影响,同时利用数字散斑相关方法(DSCM)对其弯曲应变场信息进行了表征.结果表明:铺装类型对各项力学性能有明显影响,对于拉伸、纵向弯曲性能,Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型,对于横向弯曲,Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅰ型.不同铺装类型下CBLC的拉伸断裂机制亦各不相同:Ⅰ型为延性断裂,Ⅱ型为逐渐分层断裂,Ⅲ型为脆性断裂.x和y方向应变场集中分布在试样底端最外层瓦楞波形连接处,且Exx＜Eyy.多重比较分析表明:抗压缩性能在三维方向上存在明显差异,且y＞x＞z；铺装类型对CBLC的抗压载荷、抗压强度有很大影响,而抗压模量差异不明显.
关键词:
竹质工程材料
,
瓦楞结构
,
力学性能
,
数字散斑相关方法
,
三维压缩
李海栋
,
陈复明
,
程海涛
,
王戈
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.18.033
为了研究结构用板材——竹束杨木复合板在偏轴拉伸条件下的性能,采用与主纤维方向成0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°共7种角度试样进行拉伸试验,得到7组试验的破坏模式、荷载-位移曲线、拉伸模量和强度.基于Hankinsion公式和Transformation law公式分析了竹束杨木复合板的偏轴模量,基于Hankinsion公式、最大应力(Maximum stress)理论、蔡-希尔(Tsai-Hill)强度理论和双曲线(Hyperbolic)公式对复合板材的拉伸强度进行分析.结果表明:竹束杨木复合板在偏轴拉伸情况下,主要出现纤维拉断破坏、剪切破坏和横纹拉伸破坏3种破坏模式.竹束杨木复合板的偏轴模量和偏轴强度均在45°时最低.Hankinsion公式和Transformation law公式均在不同程度上高估了竹束杨木复合板的偏轴拉伸模量,最大应力理论和Tsai-Hill强度理论在一定程度上能够预测这类板材的强度,但存在一定的差异,而改进的Hankinsion公式更能准确地预测竹束杨木复合板的偏轴拉伸模量和强度.
关键词:
竹束杨木复合板
,
偏轴拉伸
,
拉伸模量
,
拉伸强度
王翠翠
,
程海涛
,
羡瑜
,
宋伟
,
李文燕
,
张双保
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.02.015
为探寻竹纤维表面改性技术应用于植物纤维增强热塑性聚合物复合材料中的理论依据,用硫酸盐法制取竹纤维,以聚丙烯(PP)为基体,竹纤维为增强相,采用平压成型工艺制备竹纤维/PP复合材料,探索了纳米碳酸钙(CaCO3)浸渍改性工艺对复合材料拉伸性能的影响,并利用场发射环境扫描电镜、力学测试机对其断口形貌和力学性能进行表征.结果表明:在温度25℃,搅拌速度500 r/min的条件下,当纳米CaCO3添加量为1.00×10-2 g/mL,分散剂EDTA-2Na添加量为8.50×10-4 g/mL,浸渍混合时间为25 min时,竹纤维/PP复合材料的拉伸性能较优.
关键词:
纳米碳酸钙
,
浸渍改性工艺
,
竹纤维/聚丙烯复合材料
,
拉伸性能
羡瑜
,
王翠翠
,
李海栋
,
邓健超
,
王戈
,
程海涛
高分子材料科学与工程
以造纸剩余物白泥为填料,马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)为相容剂,采用挤出成型工艺将竹质纤维和高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融复合制备竹质纤维/HDPE复合材料.利用万能力学试验机、冲击试验机、扫描电镜及动态力学分析仪,研究了白泥质量分数对复合材料力学性能的影响,并应用分形理论对拉伸强度与断口分形维数之间的关系进行了研究.结果表明,复合材料的冲击强度随着白泥的质量分数增加明显降低,当白泥质量分数为18％时,其弯曲和拉伸性能较好,复合材料拉伸强度与分形维数呈近似指教函数关系;白泥质量分数对复合材料的损耗因子无明显影响,玻璃化转变温度以前,白泥质量分数对复合材料储存模量、损耗模量影响显著,玻璃化转变温度之后对复合材料无明显影响.
关键词:
白泥
,
竹质纤维/高密度聚乙烯复合材料
,
力学性能
,
断口表面分形维数
羡瑜
,
王翠翠
,
李海栋
,
王戈
,
程海涛
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.09.020
以竹屑、高密度聚乙烯(HDPE)、竹浆纤维、纳米碳酸钙及白泥为主要材料,采用聚合物共挤出技术制备芯壳结构竹塑复合材料.利用Micro-CT扫描技术对复合材料内部结构进行了观测,同时还对断面密度进行了分析.结果表明,通过对不同壳层材料的复合材料断面CT图像进行二值化处理后,可清晰地反映复合材料内部缺陷.Micro-CT三维空间分析技术能够实现对4种不同壳层材料的芯壳结构竹塑复合材料的内部微观结构可视化的精细表征,且重建密度表现出与实测密度趋势一致.壳层加入白泥或纳米碳酸钙的复合材料的剖面密度在厚度方向上呈现出壳层密度高而芯层密度低.不同壳层材料的复合材料CT图像阈值分布在26.1到95.6之间,在此基础上建立了CT图像阈值与密度的关系.
关键词:
Micro-CT
,
密度
,
微观结构
,
芯壳结构
,
竹塑复合材料
