高韧性水泥基复合材料研究进展

提高混凝土的韧性,可打破现代混凝土发展的瓶颈,因此高韧性水泥基复合材料成为当前的研究热点并取得了一定的成果。本文综述了国内外在该领域已有的研究成果, 从聚合物改性、橡胶粉颗粒改性、纤维增韧、PVA纤维增韧4个方面介绍了高韧性水泥基复合材料的改性机理、研究进展与存在的问题,并指出了今后的研究方向, 为深入研究高韧性水泥基复合材料提供参考。     

基于单纤维压出实验分析硼纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度

界面剪切强度是复合材料设计的重要指标,如何通过试验方法测定复合材料的界面性能是复合材料研究的一个重要领域。本文以硼纤维/环氧树脂叠层板(0/90)复合材料为载体,利用S-3400扫描电镜(SEM)与Gatan公司的拉伸台Microtest 2000组合,且在电镜上安装了自行设计制作的单纤维压头,测定界面的剪切强度。得知:在室温负荷作用下硼纤维呈阶梯式脱粘,当压出硼纤维长度为总压出长度约一半时,界面剪切强度达到最大值,并估算出界面的剪切模量,为进一步有限元法模拟研究复合材料的界面的力学行为提供依据。     

混杂复合材料的数学模拟

对于颗粒增强复合材料的研究,过去多注重于其复合后的弹性模量。本文以等大颗粒的最紧密堆积状态为对象,建立了接触点模型,推导出掺入异种颗粒后强度变化的规律,发现强度率F=R/R_(A-A)随掺入率P=A/B的变化与正态分布曲线有关,这样当已知混杂颗粒掺入率后,在复合前即可借助N(0,1)的分布函数预测其强度率,     

钢纤维混凝土框架节点抗裂强度的研究

通过对12个钢纤维混凝土框架边节点抗裂性能的试验研究，分析了影响节点抗裂强度的因素，提出了节点抗裂强度计算公式．运用此式作理论计算与试验结果吻合较好．     

硼纤维/环氧树脂复合材料界面剪切强度实验分析

本文以0/90硼纤维/环氧树脂复合材料为研究对象,采用单纤维推出的实验方法对其界面剪切强度进行细观分析。在单纤维推出实验过程中,获得使界面脱粘失效的平均载荷,进一步推算出该材料脱粘失效时界面层的最大切应力,即复合材料界面切应力达到该值时,复合材料首先在界面处发生脱粘滑移进而失效破坏;实验结果显示,硼纤维/环氧树脂复合材料构件在界面切应力达到170MPa左右时,界面层开始脱粘失效。     

热处理对不同体积分数B4C增强铝基复合材料组织和力学性能的影响

为了探究热处理对碳化硼颗粒增强铝基复合材料（B4C/6061Al）性能的影响,课题组选择体积分数分别为100%,175%,250%和310%的B4C增强铝基复合材料进行热处理（535 ℃保温50 h后温水淬,165 ℃时效45 h）,采用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的微观组织形态,并运用万能拉伸试验机测试其力学性能。研究结果表明：随着B4C体积分数的增加,B4C颗粒呈现聚集、破碎和剥落现象;热处理后的B4C/6061Al 复合材料的强度随着B4C体积分数的增加而提升,延伸率随B4C体积分数的增加则呈下降的趋势。B4C体积分数为100%时,复合材料的屈服强度和抗拉强度分别是2208和2460 MPa,延伸率为1176%;当B4C体积分数增加至310%时,复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为3302和3583 MPa,延伸率为218%。热处理之后,复合材料发生了动态再结晶,B4C增强颗粒周围出现高位错密度区域。     

铝基复合材料及其在机车车辆上的应用

本文综述了目前国内外对铝基复合材料组织、性能和制造工艺的研究进展及开发应用的现状，对未来机车车辆制造和维修中铝基复合材料的应用进行了分析探讨，指出在未来高性能机车车辆上采用铝基复合材料制造重要零、部件，是实现列车轻量化，提高列车承载能力和行车速度的重要途径之一。     

矿渣微粉在水泥基材料中的作用时效及其微结构演变规律

为探究矿渣在水泥基材料中作用时效及其微结构演变规律,采用宏观性能测试和微观结构分析相结合的方法,通过对比方法研究了掺入不同掺量的矿渣以及与矿渣粉粒径相近的石英粉后对复合硬化浆体的强度、物相组成以及微观形貌的影响规律。结果表明:3d时矿渣微粉在复合浆体中仅起微集料的物理填充作用,7d时矿渣粉的火山灰效应显现,硬化浆体密实度逐渐提高,28d时矿渣 水泥复合组分(掺量分别为10%、20%、30%、50%)的硬化浆体强度分别为纯水泥试样的113.87%、120.94%、124.10%、115.18%;宏微观结果表明:矿渣的最佳掺量为30%且不超过该临界值时,其复合胶凝材料总的水化产物数量变化不大,此外,养护7d和28d时矿渣 水泥复合组分的水化产物结晶点较对比组增多且结晶体尺寸小,排列紧密,结构整体较纯水泥组分和石英粉 水泥复合组分致密。     

复合材料层合梁的几何非线性分析

用高阶剪切变形理论研究纤维增强复合材料层合梁的几休非一弯曲问题，采用的方法为有限单元法，其非线性控制方程用直接迭代法求解。本文给出了各种边界条件下对称与反对称铺层梁在均布横向载荷下的数值结果，与一阶剪切变形理论相比，给出更精确的挠度，且不需要对剪切刚度项进行约化积分，也不需引入剪切修正因子。     

水泥基渗透结晶型防水材料的工程应用

结合多年的实践经验,介绍了水泥基渗透结晶型防水材料的特点、防水机理、施工工艺,重点阐述了工艺流程、施工操作要点及注意事项。可为类似工程的防水设计与施工提供指导与借鉴。     

恒电流下聚乙烯醇纤维水泥基复合材料钢筋锈蚀率的研究

湿通电法是加速聚乙烯醇纤维水泥基复合材料中钢筋锈蚀的一种有效方法。在本试验中将电流设定为一恒定值,测试在不同聚乙烯醇（ polyvinyl alcohol 简称PVA）纤维掺量下的闭合回路电阻;以及在NaCl溶液侵蚀下PVA纤维水泥基复合材料的钢筋锈蚀率。试验结果表明,恒电流条件下,PVA纤维掺量的增加能提高水泥基复合材料的抗渗性,但对钢筋锈蚀率影响不大。     

轿车用铝基复合材料制动盘的制备

对制备铝基复合材料的搅拌熔炼－液态模锻成形工艺进行了研究，得出了较合理的工艺参数，并利用该工艺铸造了用于桑塔纳轿车前制动器ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料制动盘毛坯，经机加工后试制了表面质量合格的制动盘成品。对该制动盘进行了材料性能检测试验和微观结构分析，并在ＳＣＨＥＮＣＫ制动试验台上进行了制动性能试验。结果表明，开发的铝基复合材料制备工艺参数合理，成本低廉，适于民用工业规模性生产；制备的ＳｉＣ颗粒增强     

纳米颗粒增强铜基复合材料的最新研究动态及发展趋势

纳米颗粒增强铜基复合材料具有独特的结构特征、优异的力学性能,与纯铜近似的导电、导热性能,是一种有着广泛应用领域的功能材料.综述了纳米颗粒增强相的类型及选用原则,论述了纳米颗粒增强铜基复合材料的制备方法以及颗粒增强相的类型、颗粒增强相的含量、制备工艺三方面对复合材料性能的影响,并对将来材料的研究方向进行了展望.     

SiCw—ZTA陶瓷基复合材料增韧、增强机理的分析

采用国产SiC晶须(SiCw)制备SiCw-ZTA陶瓷基复合材料,研究了SiC晶须含量对复合材料的抗弯强度及断裂韧性的影响;并分析了晶须增韧和ZrO2相变增韧两种机制协同作用的条件。     

热处理工艺对铝基复合材料组织与性能的影响

为了提高铝基复合材料的稳定力学性能,避免发生失效,课题组通过粉末冶金法和搅拌铸造法分别制备了6061Al合金和碳化硼（B4C）质量分数为10%的B4C/6061Al铝基复合材料,然后通过T6工艺对其进行热处理(535 ℃保温5 h后温水淬,165 ℃时效4.5 h)。采用扫描电子显微镜(SEM)观察2种材料的微观组织形态,并运用万能拉伸试验机测试其力学性能。研究结果表明：热处理后的6061Al合金的屈服强度和拉伸强度分别为204和210 MPa;而经过热处理的B4C/6061Al复合材料的屈服强度和拉伸强度分别为221和246 MPa,相对于热处理前的屈服强度和拉伸强度分别提高了66%和62%,但热处理对2种材料的延伸率影响不明显。热处理后的复合材料断裂形态显示出6061Al合金的延性断裂,基体与碳化硼颗粒之间存在界面脱粘以及颗粒产生的断裂现象。     

磨细矿渣掺量对水泥基复合材料微结构的影响

利用压汞、背散射电镜、X射线衍射(XRD)和综合热分析以及化学测试手段系统研究了水胶比为0.48、矿渣掺量为10%~70%的硬化浆体中孔隙率、孔径分布、CH(OH)2(称简CH)含量、非蒸发水量和矿渣反应程度,以确定矿渣掺量对水泥基材料微结构的影响以及最佳掺量。结果表明：矿渣在大掺量情况下也能够改善浆体孔结构分布,相比较而言,矿渣掺量在30%～50%之间时浆体的孔隙率最小;非蒸发水曲线的变化趋势以及矿渣自身反应程度说明,在其掺量30%左右时,存在一个最佳掺量使非蒸发水含量和反应程度最高。