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摘 要:采用連續(xù)玻璃纖維與環(huán)氧樹脂相復合,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作用,從而研究不同纖維含量下復合材料的彈性模量、縱向拉伸強度、縱向壓縮強度的變化趨勢。結(jié)果表明:隨著纖維含量的增加,復合材料的力學性能均增強,當纖維體積含量為50%時,其各項性能均較好,彈性模量為40 GPa,縱向拉伸強度為1 200 MPa,縱向壓縮模量為700 MPa。此外,對復合材料的其他常用力學性能參數(shù)進行檢測。
關鍵詞:環(huán)氧樹脂;玻璃纖維;單向增強;力學性能
2 試驗結(jié)果與分析
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復合材料中各結(jié)構單元所起的作用不同�；w類似隔膜,能將增強體分隔開來,主要用于固定和黏附增強體,并將所受的載荷通過界面?zhèn)鬟f到增強體上。增強體被均勻地分散于基體中,主要用來承受載荷,降低復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,當玻璃纖維體積含量為30%時,雖然復合材料的彈性模量有所增加,但增加幅度并不大,這主要是因為當纖維數(shù)目較少時,其承擔的應力也相對較少,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。當纖維體積含量為50%時,彈性模量增加顯著,這是因為當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,從而使復合材料獲得很好的強化。
2.2 復合材料的強度分析
圖2、圖3為不同玻璃纖維含量的復合材料縱向拉伸強度和縱向壓縮強度變化曲線,可以看出,隨著纖維含量的增加,復合材料的縱向拉伸強度和縱向壓縮強度均呈增加趨勢,且當纖維含量為50%時材料的強度值均高于纖維含量為30%時的材料強度值。
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2.3 其他力學性能檢測
由以上幾組試驗數(shù)據(jù)可見,當玻璃纖維體積含量為50%時,復合材料的性能較好,故對這種復合材料的其他幾種常用力學性能作進一步檢測,所得結(jié)果如表1所示。
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3 結(jié)束語
參考文獻
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[2]肖生祥,樊 丁.環(huán)氧樹脂與玻璃纖維復合材料的應用研究[J].山西建筑,2007,33(1):170-171.
[3]楊連賀,于建明.環(huán)氧樹脂作為復合材料基體的研究進展[J].天津紡織工學院學報,1999,18(1):64-65.
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