纖維增強(qiáng)金屬層合板是由纖維樹(shù)脂復(fù)合材料與金屬薄板交替鋪放并經(jīng)過(guò)熱壓成形而得到的一種制品,這種制品結(jié)合了復(fù)合材料與金屬的優(yōu)點(diǎn),具有高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐疲勞、抗沖擊性能強(qiáng)等突出特點(diǎn)。本文選用了具有耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好以及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)的玄武巖纖維作為纖維增強(qiáng)金屬層合板的增強(qiáng)體,制備了玄武巖纖維增強(qiáng)金屬層合板并對(duì)其性能展開(kāi)了研究,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)運(yùn)用正交法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)金屬層合板的成型條件進(jìn)行了優(yōu)化。按正交表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),制備了9種不同成型條件下的層合板,對(duì)各層合板分別進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲和剝離實(shí)驗(yàn),將所得數(shù)據(jù)分別進(jìn)行極差分析和方差分析,結(jié)果顯示:層合板成型最優(yōu)條件組合為成型溫度(α+10)°C、成型時(shí)間(β+20)min、成型壓力(γ+0.2)MPa,層合板的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度受成型時(shí)間和成型壓力影響顯著,壓縮強(qiáng)度受成型時(shí)間影響顯著,剝離強(qiáng)度受成型壓力影響顯著。對(duì)正交實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果顯示在該最優(yōu)成型條件下制備的層合板具有最好的力學(xué)性能,驗(yàn)證了正交實(shí)驗(yàn)的正確性。將此層合板與商業(yè)層合板的力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),自制層合板具有較強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度,但剝離強(qiáng)度較低。(2)研究了添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)金剛石微粉對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)金屬層合板力學(xué)性能的影響。金剛石微粉在加入層合板前需對(duì)其進(jìn)行改性處理,首先闡述了硅烷偶聯(lián)劑對(duì)金剛石改性的機(jī)理,通過(guò)掃描電鏡照片、紅外光譜以及懸浮穩(wěn)定性測(cè)試等方法對(duì)改性前后的金剛石微粉進(jìn)行了表征和分析。制備了含0 wt%、0.3 wt%、0.6 wt%、0.9 wt%、1.2 wt%金剛石微粉的玄武巖纖維與金剛石微粉復(fù)合增強(qiáng)金屬層合板并進(jìn)行了拉伸、壓縮、彎曲、剝離實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示,金剛石微粉的加入使層合板的彈性模量、彎曲模量以及壓縮強(qiáng)度顯著增強(qiáng),但使層合板的拉伸強(qiáng)度、斷裂應(yīng)變、彎曲強(qiáng)度、撓度及剝離強(qiáng)度降低;對(duì)于不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)金剛石微粉的層合板,添加0.9 wt%金剛石微粉時(shí)層合板表現(xiàn)出了最優(yōu)異的力學(xué)性能,將其力學(xué)性能與商業(yè)層合板的進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果顯示添加0.9 wt%金剛石微粉的層合板在拉伸、壓縮和彎曲力學(xué)性能上表現(xiàn)較突出,但粘結(jié)強(qiáng)度較低。(3)對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)金屬層合板與鋁合金層板的螺栓連接工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。制備了不同孔幾何位置的玄武巖纖維增強(qiáng)金屬層合板與鋁合金板的連接件并進(jìn)行了拉伸實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:當(dāng)W/D=2時(shí),不同E/D的連接件的破壞方式均為拉伸破壞;當(dāng)W/D=3時(shí),僅E/D=5時(shí)連接件的破壞方式為擠壓破壞,其余為拉伸破壞或剪切破壞;當(dāng)W/D=4時(shí),E/D=3,4,5時(shí)的連接件的破壞方式均為擠壓破壞;最后當(dāng)W/D=5時(shí),E/D=3,4,5時(shí)的連接件的破壞方式均為擠壓破壞。為了使連接件具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特性,最終選擇孔的幾何位置為W/D=4,E/D=3。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

復(fù)合材料分類方式

如圖 1.2 所示。其中復(fù)合材料的增強(qiáng)體一般為芳綸維等，基體一般為雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等；金屬金或鋼板。這種層板既繼承了復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)[1-2]，同時(shí)質(zhì)高強(qiáng)等金屬材料所具備的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于各

圖 1.3 是幾種常見(jiàn)的不同形態(tài)下的玄武巖纖維制品。因?yàn)槌讨袥](méi)有添加新的成分，也沒(méi)有硼及其他堿金屬化合物排會(huì)對(duì)自然環(huán)境和人體造成傷害，是 21 世紀(jì)一種新型的環(huán)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2868288