聚合物復(fù)合材料增強增韌理論

內(nèi)容概要

　　聚合物材料具有價廉、質(zhì)輕、耐化學性、易加工成型等一系列特點，日益廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)和日常生活中。若將粉狀或纖維狀的有機、無機、金屬或非金屬材料通過填充等方式制成聚合物基復(fù)合材料，則將賦予更優(yōu)異的性能，如高的比強度和比模量、良好的抗沖擊韌性以及其他功能性質(zhì)如隔熱保溫、導(dǎo)熱、隔音、消聲、阻燃、抗靜電等。因此，聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用更為廣闊，尤其是在化工、輕工和包裝行業(yè)以及航天、船舶、機械和汽車等領(lǐng)域。近半個世紀以來，聚合物復(fù)合材料的研究獲得顯著的發(fā)展，而在開發(fā)與加工方面，更是產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。聚合物復(fù)合材料工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要支柱之一。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 概述
1.2 聚合物復(fù)合材料的起源
1.3 聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用及發(fā)展
1.4 聚合物復(fù)合材料力學性能及特點
1.5 聚合物復(fù)合材料的增強與增韌
1.6 小結(jié)
參考文獻
第2章 聚合物復(fù)合材料拉伸力學性能
2.1 概述
2.2 拉伸曲線
2.3 彈性模量
2.4 拉伸強度
2.5 拉伸斷裂伸長率
2.6 小結(jié)
參考文獻
第3章 聚合物復(fù)合材料沖擊性能
3.1 概述
3.2 聚合物／無機粒子復(fù)合體系的沖擊性能
3.3 纖維增強聚合物復(fù)合體系的沖擊性能
3.4 小結(jié)
參考文獻
第4章 聚合物復(fù)合材料彎曲力學性能
4.1 概述
4.2 聚合物／無機粒子復(fù)合體系的彎曲性能
4.3 纖維增強聚合物復(fù)合體系的彎曲性能
4.4 小結(jié)
參考文獻
第5章 聚合物復(fù)合材料粘彈特性及其定量表征
5.1 概述
5.2 儲能模量
5.3 損耗模量
5.4 力學阻尼與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度
5.5 粘彈特性的定量表征
5.6 儲能模量的預(yù)測
5.7 小結(jié)
參考文獻
第6章 聚合物復(fù)合材料界面
6.1 概述
6.2 聚合物復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)
6.3 樹脂與填料之間的界面
6.4 樹脂一填料界面作用的表征
6.5 界面層厚度
6.6 小結(jié)
參考文獻
第7章 聚合物復(fù)合材料拉伸力學性能的定量表征
7.1 概述
7.2 粒子填充聚合物復(fù)合體系彈性模量
7.3 纖維增強聚合物復(fù)合體系彈性模量
7.4 粒子填充聚合物復(fù)合體系拉伸強度
7.5 纖維增強聚合物復(fù)合體系拉伸強度
7.6 其他拉伸力學性能
7.7 小結(jié)
參考文獻
第8章 聚合物復(fù)合材料界面應(yīng)力及表征
8.1 概述
8.2 聚甲醛/EVA/碳酸鈣復(fù)合材料拉伸載荷下的界面應(yīng)力分布
8.3 聚苯硫醚／碳酸鈣復(fù)合材料沖擊載荷下的界面應(yīng)力分布
8.4 聚丙烯／硅藻土復(fù)合材料彎曲載荷下的界面應(yīng)力分布
8.5 界面強度及表征
8.6 界面強度因子及表征
8.7 小結(jié)
參考文獻
第9章 聚合物復(fù)合材料增強理論
9.1 概述
9.2 增強理論的一般描述
9.3 無機粒子增強機理
9.4 無機纖維增強機理
9.5 小結(jié)
參考文獻
第10章 聚合物復(fù)合材料增韌理論
10.1 概述
10.2 彈性體增韌理論的一般論述
10.3 非彈性體增韌理論的一般論述
10.4 聚合物復(fù)合材料脆一韌轉(zhuǎn)變的定量描述
10.5 聚合物／無機粒子復(fù)合材料增韌機理
10.6 聚合物／彈性體／無機粒子復(fù)合材料增韌機理
10.7 聚合物／纖維復(fù)合材料增韌機理
10.8 小結(jié)
參考文獻
第11章 聚合物復(fù)合材料斷面的分形表征
11.1 概述
11.2 分形學的基本理論
11.3 聚合物／無機粒子復(fù)合材料斷面的分形模型
11.4 聚合物／無機粒子復(fù)合材料斷面的分形特征及其測定方法
11.5 聚丙烯／納米碳酸鈣復(fù)合材料沖擊強度與斷面分形維的關(guān)系
11.6 ABS/中空玻璃微珠復(fù)合材料斷面分形維及其與沖擊強度的關(guān)系
11.7 小結(jié)
參考文獻
第12章 無機粒子在樹脂基體中的分散及評價
12.1 概述
12.2 無機納米粒子在樹脂基體中的分散
12.3 基于分形學理論的分散效果評價
12.4 基于流變學理論的分散效果評價
12.5 無機粒子在樹脂基體中分散的其他定量評價方法
12.6 小結(jié)
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　3.減震性好一般說來，受力結(jié)構(gòu)的自振率除與結(jié)構(gòu)本身形狀有關(guān)外，還與結(jié)構(gòu)材料的模量的平方根成正比。由于聚合物基復(fù)合材料的比模量高，因此，用這類材料制成的結(jié)構(gòu)件具有高的自振頻率。此外，基體與填充物之間的界面具有吸振能力，使材料的振動阻尼很高。對相同形狀和尺寸的梁進行振動試驗，結(jié)果表明，輕合金梁需9秒才能停止振動，而樹脂／碳纖維復(fù)合材料梁只需2秒就停止了同樣的振動?！　?.耐燒蝕性能好　　聚合物復(fù)合材料的組分具有高的比熱容、熔融熱和汽化熱的特性，在很高的溫度下，它們能吸收大量的熱能。因此，為保護進出大氣層的飛行器內(nèi)的人員，聚合物復(fù)合材料常用作必需的耐熱燒蝕材料。　　5.過載時安全性好　　對于纖維增強樹脂復(fù)合材料，橫截面上每平方厘米含有數(shù)千（萬）根的纖維。當構(gòu)件過載并有少量纖維斷裂時，載荷會迅速地重新分配到未被破壞的纖維上。這樣，構(gòu)件不會在短時間內(nèi)失效?！　?.工藝性能好　　聚合物復(fù)合材料制品制造工藝簡單，適合整體成型，從而減少了零部件、緊固件和接頭的數(shù)目。此外，所用生產(chǎn)設(shè)備簡單，加工周期短，成本遠低于金屬制件?！　【酆衔飶?fù)合材料存在的缺點和問題主要有：材料工藝的穩(wěn)定性差；材料性能的分散性大；長期耐高溫與抗環(huán)境老化性能差；抗沖擊性能低；橫向強度和層間剪切強度低。　　總而言之，聚合物復(fù)合材料屬于兩種或多種成分的多相材料，其中聚合物形成連續(xù)相；聚合物復(fù)合材料通常含有填料或增強劑，兩種物料的作用總是疊加在一起的。必須指出的是，其他類型添加劑，只有當摻混量達到一定的含量（超過5%），才對力學性能有重要的影響，這樣的添加劑可以認為和常用的填料有相同的重要性?！　?.5聚合物復(fù)合材料的增強與增韌　　如前所述，通過某種方式（如共混填充等）將粉狀或纖維狀的有機、無機、金屬或非金屬材料與樹脂復(fù)合，以便制成具有更優(yōu)異性能的聚合物復(fù)合材料，如高的比強度和高的比模量、良好的抗沖擊韌性，或其他功能性質(zhì)如隔熱保溫、隔音消聲、抗靜電等。而無論制成何種功能性的復(fù)合材料，具有良好的強度和韌性是不可或缺的。所以，聚合物的增強和增韌一直是高分子材料科學的重要研究領(lǐng)域?！　【酆衔镌鲰g的根本問題是通過引入某種機制，使材料在形變、損傷與破壞過程中耗散更多的能量。對于聚合物多相體系，韌性的影響因素很多，包括基體一分散相的界面粘結(jié)；分散相粒子的大小、形狀及粒徑分布；分散相的含量及粒子間的相互作用；分散相的特性及其與基體性質(zhì)的關(guān)系等。從斷裂力學的觀點來看，聚合物多相復(fù)合體系的形變、損傷和斷裂過程有多種途徑，增韌機理應(yīng)當是多種能量耗散機制的綜合。這些能量耗散機制包括基體的形變和斷裂、分散相的形變和斷裂、界面的脫粘等。對于不同的體系，某一種耗散機制可能居主導(dǎo)地位?！　　?/pre>




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《聚合物復(fù)合材料增強增韌理論》內(nèi)容分為12章。第1章緒論；第2章聚合物復(fù)合材料拉伸力學性能；第3章聚合物復(fù)合材料沖擊性能；第4章聚合物復(fù)合材料彎曲力學性能；第5章聚合物復(fù)合材料粘彈特性及其定量表征；第6章聚合物復(fù)合材料界面；第7章聚合物復(fù)合材料拉伸力學性能的定量表征；第8章聚合物復(fù)合材料界面應(yīng)力及表征；第9章聚合物復(fù)合材料增強理論；第10章聚合物復(fù)合材料增韌理論；第11章聚合物復(fù)合材料斷面的分形表征；第12章無機粒子在樹脂基體中的分散及評價。    作者梁基照師從香港城市大學Robert K.Y.Li教授研究聚合物復(fù)合材料增強增韌機理；在后繼的研究中，進一步深化了認識。





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