玄武巖纖維混雜復合材料性能研究.pdf

1、玄武巖連續(xù)纖維是一種綠色、環(huán)保的高性能纖維，致力于玄武巖連續(xù)纖維及其混雜復合材料的研究不僅可以豐富我國高性能纖維材料的品種，而且極大地擴展了復合材料的性能和應用范圍。這在充分發(fā)揮單一增強體材料性能優(yōu)點的同時，通過不同纖維品種的混雜實現(xiàn)了復合材料整體綜合性能的可設計性，為實現(xiàn)性能多樣化、復合化的先進復合材料設計與制備提供了新的途徑。
　　玄武巖連續(xù)纖維作為一種新型的高性能纖維，其不僅具有較高的力學性能，同時在絕熱性、耐腐蝕性以及絕緣

2、性能方面也具有突出的優(yōu)勢，此外該纖維品種還具有優(yōu)異的性價比，備受材料領域關注。碳纖維作為一種傳統(tǒng)的高性能纖維，以其優(yōu)異的綜合性能一直是先進復合材料領域中重要的增強體材料。但是該纖維表面惰性、與基體粘接強度低，影響材料整體性能的發(fā)揮，同時該纖維品種價格高，技術由美、日等國壟斷，限制對我國的出口。鑒于以上分析，本文根據玄武巖纖維、碳纖維各自的性能優(yōu)勢，以期通過混編結構的設計制備出綜合性能優(yōu)異的混雜復合材料，為材料應用領域提供一種有利于國產化

3、的、低成本的復合材料。
　　對玄武巖纖維/碳纖維混編結構進行設計與分析。通過對不同編織結構力學性能、織物密度以及基體樹脂浸潤性的分析，確定混編織物采用平紋編織結構以及經緯向編織參數(shù)7×7根/cm。根據編織工藝要求以及纖維性能特點，設計了5種不同的混編結構，并對各種混編織物的經緯向拉伸強力與斷裂伸長率進行了表征分析，發(fā)現(xiàn)在混編織物中玄武巖纖維強度發(fā)揮率高于碳纖維。
　　對混雜復合材料模壓成型工藝進行了研究。首先針對酚醛樹脂固化

4、反應特點，進行了預浸料制備工藝研究，通過定量浸漬穩(wěn)定浸潤樹脂含量，同時還確定了預固化溫度為79℃，預固化時間1.5小時。然后研究了復合材料模壓固化制度，確定了50℃升溫到110℃保溫3～5分鐘后加壓10MPa，在升溫到160℃保溫3小時，期間進行3～5此排氣的固化制度。按照該固化工藝制備出不同的混編復合材料，研究了復合材料中樹脂含量對其性能的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)復合材料中酚醛樹脂的體積含量在34±2％時，復合材料層合板的力學性能最優(yōu)。