石璞
,
陈浪
,
钟苗苗
,
刘跃军
高分子材料科学与工程
采用工业级的纳米碳酸钙(nano-CaCO3),通过双螺杆挤出机制备了一系列nano-CaCO3填充的聚丙烯(PP)复合材料.力学性能实验表明,高组分nano-CaCO3填充PP复合材料的拉伸强度略有下降,而弯曲模量有较大提高;nano-CaCO3在低组分时对PP没有明显的增韧效果,但在20～ 40 phr时对PP都有较好的增韧效果.当填充40 phr时,其CHARPY冲击强度达到17.0 kJ/m2.通过偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等研究了高含量nano-CaCO3对复合材料结晶的影响.POM观察表明nano-CaCO3使PP的球晶尺寸变小;DSC和XRD研究表明复合材料从单纯的α晶型向α和β晶型共同存在转变,并且结晶峰温升高了约7.0℃(8#样),结晶度增加到62.7％;SEM观察表明PP/高组分nano-CaCO3复合材料内仅有少量的银纹-剪切带和刚性粒子脱粘.但有大量120～300nm的孔洞,估计原因是较蓬松的纳米碳酸钙粒子之间含有大量的微小气体,在加工剪切后保留于复合材料内,形成一种带亚微米级孔洞的复合材料.这些孔洞最有可能是导致材料韧性大幅度上升的主要原因.
关键词:
高组分mno-CaCO3
,
聚丙烯
,
增韧机理
,
亚微米级孔洞
黄乐平
,
任亮
,
周兴平
,
解孝林
高分子材料科学与工程
采用线型低密度聚乙烯(LLDPE)、纳米二氧化硅(SiO2)与马来酸酐接枝的LLDPE (MAH-LLDPE)通过熔融共混与注塑成型工艺,制备了LLDPE/MAH-LLDPE/SiO2复合材料.MAH-LLDPE对LLDPE/SiO2复合材料起到了界面增容作用,纳米SiO2粒子以30 nm～160 nm的尺寸较均匀地分散在复合材料中,并与聚合物基体形成良好的界面粘接.这些均匀分散的SiQ粒子起到异相成核作用,促进了复合材料中LLDPE相的结晶,提高了其晶面厚度、熔点和结晶温度;另一方面,SiQ和MAH-LLDPE中少量的凝胶降低了LLDPE的结晶度.在复合材料冲击断裂过程中,纳米SiO2粒子起到应力集中作用,诱导其邻近的聚合物基体屈服、界面空化;同时呈多尺度分布的纳米SiO2聚集粒子发生粒子间的分离,吸收能量,从而实现了对LLDPE的增韧作用.
关键词:
线型低密度聚乙烯
,
马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯
,
纳米二氧化硅
,
多尺度
,
增韧机理
何江荣
,
徐广平
,
宋一华
材料导报
采用凝胶注模成型工艺制备了ZrO2纤维增韧莫来石复合陶瓷材料.借助透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、平板导热仪、单边切口梁法(SENB)等测试手段对样品微观形貌、导热系数、断裂韧性等进行研究;研究了分散剂对凝胶注模浆料团聚体的影响;讨论了ZrO2纤维增韧莫来石复合材料的增韧机理;概述了同时获得高韧性和高强度材料的途径.结果表明:添加ZrO2纤维能够明显提高莫来石的断裂韧性;当ZrO2纤维添加量(体积分数)为25％左右时可使莫来石轻质耐火复合材料兼具较低的热导率(λ=0.35 W·m-1·K-1,298 K)和优异的综合力学性能(KIC=7.6 MPa·m1/2,σb=270 MPa).
关键词:
凝胶注模
,
ZrO2纤维
,
增韧机理
,
莫来石
王熙
合成材料老化与应用
环氧树脂具有优良的热稳定性、电绝缘性能和物理、机械性能,但其固化后较脆、不耐冲击和容易应力开裂。本文提出在合成一种新型柔性环氧树脂固化剂,通过与环氧树脂固化反应后提高环氧树脂韧性的改性思路,达到提高环氧树脂韧性而不降低树脂固化物的强度和模量的目的。研究结果表明,当柔性固化剂的用量为质量百分含量在10%~15%之间时韧性达到最大。对于使用柔性固化剂固化环氧树脂,当柔性固化剂的用量为环氧树脂质量百分含量的10%时达到最大值,冲击韧性和断裂韧性分别比纯环氧树脂提高了33．3%和96．3%。柔性固化剂的用量为环氧树脂质量百分含量的10%时,在-50℃时冲击韧性大小为19．5 kJ·m-2,而此时纯环氧树脂的冲击韧性仅为7．96 kJ·m-2。
关键词:
环氧树脂
,
分子合成
,
机械性能
,
动力学
,
断裂韧性
,
增韧机理
白周喜
,
高如琴
,
周宁生
,
石凯
,
全建军
硅酸盐通报
本研究以耐磨结构陶瓷的应用为目标,研究了Al2O3-ZrO2复相陶瓷中加入不同的ZrO2陶瓷材料对微观结构及其力学性能的影响,分析了ZrO2在复相陶瓷中所起的作用.结果表明:随ZrO2含量的增加,在相同烧结温度下,晶粒变小,材料的力学性能提高.当ZrO2加入量为55％时,复相材料的抗折强度503MPa,断裂韧性12.80 MPa·m1/2,密度4.88 g·cm-3,硬度(HV)为1432 kg ·mm-2.探讨了Al2O3/ZrO2复相陶瓷的增韧机理.
关键词:
ZrO2含量
,
Al2O3-ZrO2复相陶瓷
,
力学性能
,
微观结构
,
增韧机理
周恒石
,
徐世爱
高分子材料科学与工程
比较了3种不同的液体橡胶增韧环氧树脂复合材料的力学性能,用电镜观察了复合材料的形态结构以及冲击断面的形貌,并据此提出了增韧机理.结果表明,随着橡胶含量的增加,复合材料的拉伸强度不断降低,而冲击强度呈现出先增加后降低的趋势;液体橡胶中丙烯腈的含量越高,对环氧树脂的增韧效果越好.而且,丙烯腈含量不同的橡胶,其增韧机理也明显不同.此外,将橡胶粒子的尺寸与基体交联网络的网格尺寸相关联,讨论了不同尺寸的橡胶粒子对交联网络的影响,从而解释了橡胶粒子尺寸对基体性能的影响.
关键词:
环氧树脂
,
液体橡胶
,
力学性能
,
增韧机理
陈明
,
刘浪
,
周超
,
刘哲
,
张会轩
复合材料学报
采用种子乳液聚合方法,在交联的丁苯(SBR)乳胶粒子上接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St),制得MBS核-壳接枝共聚物,并将其作为增韧剂与聚氯乙烯(PVC)共混制备MBS/PVC共混物.分析了MBS的结构特征,考察了不同核壳比的MBS在PVC中的分散状态以及对MBS/PVC共混物力学性能和透光件能的影响,以制备高透光高韧性的MBS/PVC共混物.实验结果表明:当MBS壳层中PMMA量少时,MBS粒子在PVC基体中不能实现良好分散,MBS粒子呈聚集状态;随着MBS壳层中PMMA含量增加,MBS粒子由团聚状态转变成网络状,当MBS壳层量增加到一定量时,MBS粒子以单一粒子状态实现均匀分散.随着MBS壳层量增加,使PVC/MBS共混物实现脆韧转变所需的SBR橡胶的质量分数降低,共混物的透光率降低;小粒径MBS增韧PVC的主要机制是基体的剪切屈服.
关键词:
核壳改性剂
,
结构特征
,
聚氯乙烯
,
增韧机制
,
脆韧转变
黄雪刚
,
张龙
,
赵忠民
,
潘传增
复合材料学报
通过调整反应体系中Ti、 C及B之间的原子摩尔比, 采用超重力下燃烧合成工艺, 制备出TiB2系列摩尔分数的TiC-TiB2复合陶瓷。利用场发射扫描电镜（FESEM）观察了复合陶瓷微观组织, 研究了TiB2成分对复合陶瓷力学性能的影响。结果表明： 随着TiB2摩尔含量增加, 陶瓷基体逐渐从TiC球晶组织转化为TiB2片晶组织, 在TiB2摩尔分数为50%时, 可获得细晶乃至超细晶TiC-TiB2复合陶瓷, 而且残留于基体上的α-Al2O3夹杂量也最低。陶瓷相对密度、 Vickers硬度与弯曲强度均在50%TiB2（摩尔分数, 下同）时呈现最大值, 而陶瓷断裂韧性则在66.7% TiB2时出现最高值。陶瓷断裂模式为TiC穿晶断裂与TiB2沿晶断裂的混合模式, 且随TiB2摩尔分数增加至66.7%, TiC穿晶断裂倾向显著减弱而TiB2沿晶断裂倾向明显增强。TiC-TiB2细晶及超细晶凝固组织的获得使TiC-50%TiB2复合陶瓷在小尺寸TiB2片晶诱发的裂纹偏转、 裂纹桥接及片晶拔出增韧机制作用下, 具有最高的弯曲强度及较高的断裂韧性。
关键词:
TiC-TiB2
,
复合陶瓷
,
组织转化
,
细晶组织
,
断裂行为
,
增韧机制
李培培
,
龙文元
,
傅正义
,
徐升
复合材料学报
以Ti和C的片状材料为原料，利用放电等离子烧结（SPS）技术烧结制备了具有层状结构特征的Ti／C叠层复合材料，研究了不同烧结温度下的叠层材料的组织形貌和室温力学性能。研究结果表明：随烧结温度的升高，反应层的厚度增大，烧结温度达到1500℃时，反应层的厚度可达到32．6gm，进一步提高烧结温度，将会使Ti发生熔化现象，无法得到Ti／C叠层复合材料。当烧结温度达到1500℃和1510℃，层状复合材料的抗弯强度和断裂功分别达到最大值1571．51MPa和215．09×10^3J／m^2。Ti／C叠层复合材料的裂纹扩展路径主要有裂纹偏转、裂纹并行扩展和裂纹尖端的分叉钝化，这些扩展路径是叠层材料增韧的主要机制。
关键词:
放电等离子烧结
,
叠层材料
,
抗弯强度
,
断裂功
,
增韧机制
