玄武巖纖維使用純天然火山巖礦石制造,是將原料充分破碎后,放入1400℃-1500℃高溫中熔融拉絲制成的新型礦物纖維。玄武巖纖維具有較高的強(qiáng)度和模量、加工簡單、成本低、優(yōu)異的耐溫性和耐腐蝕性,以及突出的化學(xué)穩(wěn)定性、抗紫外線和高能電磁輻射及良好的阻燃性,被認(rèn)為是一種綠色的工業(yè)材料,是生產(chǎn)先進(jìn)復(fù)合材料的理想選擇。盡管玄武巖纖維的組成與玻璃纖維相似,但玄武巖纖維的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于E型玻璃纖維。玄武巖纖維表面光滑,與基體的相互作用較弱、界面結(jié)合強(qiáng)度較低,受到較大外載荷作用時(shí)易拔出、斷裂及脫粘,另外熱輻射系數(shù)高、電阻率大、耐磨性差,一定程度上影響玄武巖纖維的應(yīng)用。為滿足應(yīng)用性能要求,需要進(jìn)行改性處理來提高界面粘結(jié)強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)多功能性。將納米尺度的碳納米管加入到玄武巖纖維/乙烯基酯樹脂復(fù)合材料體系,通過復(fù)合效應(yīng)、多尺度效應(yīng)及界面效應(yīng)等顯著改善界面性能,并可提高材料的熱性能、電學(xué)性能及耐磨性,實(shí)現(xiàn)玄武巖纖維增強(qiáng)多尺度復(fù)合材料的高性能化及多功能化,符合當(dāng)前先進(jìn)復(fù)合材料發(fā)展的趨勢(shì)。本文首先對(duì)碳納米管進(jìn)行功能化處理,然后將其引入到復(fù)合材料中。主要在玄武巖纖維的表面和乙烯基酯樹脂基體中加入羧基化碳納米管和偶聯(lián)劑改性...

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 玄武巖纖維的性能
    1.3 玄武巖纖維的表面改性研究
    1.4 復(fù)合材料界面理論
        1.4.1 界面結(jié)合方式
        1.4.2 復(fù)合材料的界面效應(yīng)
        1.4.3 復(fù)合材料的界面理論
    1.5 玄武巖纖維增強(qiáng)多尺度雜化復(fù)合材料的研究進(jìn)展
    1.6 主要研究內(nèi)容
第2章 碳納米管的表面處理及表征
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 原料及試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.3 碳納米管的偶聯(lián)化
        2.2.4 表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 碳納米管紅外光譜
        2.3.2 反應(yīng)機(jī)理分析
        2.3.3 分散穩(wěn)定性
        2.3.4 MWCNTs的表面形貌
    2.4 本章小結(jié)
第3章 碳納米管/玄武巖纖維接枝多尺度復(fù)合材料的制備與性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 原料及試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        3.2.3 多尺度復(fù)合材料的制備
        3.2.4 玄武巖纖維表面及其本體性能的表征
        3.2.5 多尺度增強(qiáng)體的界面剪切強(qiáng)度測(cè)試
        3.2.6 多尺度復(fù)合材料力學(xué)性能表征
        3.2.7 多尺度復(fù)合材料熱失重測(cè)試
        3.2.8 多尺度復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)分析
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 玄武巖纖維表面化學(xué)狀態(tài)表征
        3.3.2 修飾玄武巖纖維多尺度增強(qiáng)體界面性能
        3.3.3 多尺度復(fù)合材料力學(xué)性能
        3.3.4 多尺度熱失重分析
        3.3.5 多尺度復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 碳納米管/玄武巖纖維混雜多尺度復(fù)合材料的制備與性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.3 混雜法制備多尺度復(fù)合材料
        4.2.4 測(cè)試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 碳納米管的分散
        4.3.2 混雜多尺度復(fù)合材料沖擊破壞斷口形貌
        4.3.3 混雜多尺度復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度
        4.3.4 混雜多尺度復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度
        4.3.5 混雜多尺度復(fù)合材料熱失重測(cè)試
第5章 VARTM成型碳納米管/玄武巖纖維多尺度復(fù)合材料的制備與性能研究
    5.1 引言
    5.2實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        5.2.2 碳納米管/玄武巖纖維多尺度增強(qiáng)體制備及表征
        5.2.3 碳納米管/玄武巖纖維多尺度復(fù)合材料的制備
        5.2.4 復(fù)合材料力學(xué)性能測(cè)試
        5.2.5 復(fù)合材料動(dòng)態(tài)機(jī)械性能分析
        5.2.6 復(fù)合材料熱失重測(cè)試
        5.2.7 復(fù)合材料電性能分析
        5.2.8 復(fù)合材料摩擦性能分析
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 玄武巖纖維布表面形貌
        5.3.2 玄武巖纖維布及多尺度增強(qiáng)體界面化學(xué)反應(yīng)分析
        5.3.3 增強(qiáng)體浸潤性能分析
        5.3.4 復(fù)合材料力學(xué)性能
        5.3.5 復(fù)合材料斷裂面表觀形貌
        5.3.6 復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析
        5.3.7 復(fù)合材料熱失重測(cè)試
        5.3.8 復(fù)合材料電性能分析
        5.3.9 摩擦性能
    5.4 本章小結(jié)
第6章 主要結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果



本文編號(hào)：3766516