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摘 要:采用連續(xù)玻璃纖維與環(huán)氧樹脂相復(fù)合,通過金屬模壓成型工藝,制備出單向玻璃纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。通過三點彎曲實驗論證單向纖維對樹脂基體的增強(qiáng)作用,從而研究不同纖維含量下復(fù)合材料的彈性模量、縱向拉伸強(qiáng)度、縱向壓縮強(qiáng)度的變化趨勢。結(jié)果表明:隨著纖維含量的增加,復(fù)合材料的力學(xué)性能均增強(qiáng),當(dāng)纖維體積含量為50%時,其各項性能均較好,彈性模量為40 GPa,縱向拉伸強(qiáng)度為1 200 MPa,縱向壓縮模量為700 MPa。此外,對復(fù)合材料的其他常用力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行檢測。
關(guān)鍵詞:環(huán)氧樹脂;玻璃纖維;單向增強(qiáng);力學(xué)性能
2 試驗結(jié)果與分析
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復(fù)合材料中各結(jié)構(gòu)單元所起的作用不同�；w類似隔膜,能將增強(qiáng)體分隔開來,主要用于固定和黏附增強(qiáng)體,并將所受的載荷通過界面?zhèn)鬟f到增強(qiáng)體上。增強(qiáng)體被均勻地分散于基體中,主要用來承受載荷,降低復(fù)合材料被破壞的幾率,提高材料的使用性能,延緩其使用壽命[7]。
由以上數(shù)據(jù)可見,當(dāng)玻璃纖維體積含量為30%時,雖然復(fù)合材料的彈性模量有所增加,但增加幅度并不大,這主要是因為當(dāng)纖維數(shù)目較少時,其承擔(dān)的應(yīng)力也相對較少,并且由于纖維的加入,切斷了原來連續(xù)的基體,在樹脂中形成了一定數(shù)目的缺陷,不利于彈性模量的增加。當(dāng)纖維體積含量為50%時,彈性模量增加顯著,這是因為當(dāng)纖維增加到一定程度并均勻地分布于樹脂基體中后,纖維較好地承擔(dān)了受力作用。由于纖維和基體界面結(jié)合適中,纖維的變形受到基體的限制,同時纖維阻止基體的變形,從而使復(fù)合材料獲得很好的強(qiáng)化。
2.2 復(fù)合材料的強(qiáng)度分析
圖2、圖3為不同玻璃纖維含量的復(fù)合材料縱向拉伸強(qiáng)度和縱向壓縮強(qiáng)度變化曲線,可以看出,隨著纖維含量的增加,復(fù)合材料的縱向拉伸強(qiáng)度和縱向壓縮強(qiáng)度均呈增加趨勢,且當(dāng)纖維含量為50%時材料的強(qiáng)度值均高于纖維含量為30%時的材料強(qiáng)度值。
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2.3 其他力學(xué)性能檢測
由以上幾組試驗數(shù)據(jù)可見,當(dāng)玻璃纖維體積含量為50%時,復(fù)合材料的性能較好,故對這種復(fù)合材料的其他幾種常用力學(xué)性能作進(jìn)一步檢測,所得結(jié)果如表1所示。
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3 結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
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