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文檔簡介
1、纖維金屬層板(FMLs)是一種混雜的復合材料,由金屬板和纖維增強樹脂相互疊加鋪層形成的復合材料,其擁有金屬以及纖維增強樹脂組分的優(yōu)點的同時也具有良好的損傷容限、疲勞抗性、耐腐蝕、阻燃性能以及抗沖擊性能。FMLs很好的替代了傳統(tǒng)合金材料完成減重節(jié)能的同時獲得了更好的使用性能。應用在航空航天上的FMLs多為鋁基FMLs。鎂合金具有比鋁合金更低的密度、更好的電磁屏蔽以及阻尼性能,代替鋁合金制備FMLS可進一步減重并提高層合板的減震性能從而提高
2、交通工具運行中的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的纖維金屬層板(FMLs)多采用熱固性樹脂制備,較長的生產(chǎn)周期以及昂貴的生產(chǎn)成本是制備熱固性FMLs最大的缺點。為了克服熱固性基FMLs的缺點,近些年對熱塑性FMLs進行了大量的研究。熱塑性基FMLs與熱固性樹脂基FMLs相比縮短了生產(chǎn)工藝流程,易于加工,耐化學腐蝕,可修理可循環(huán)利用,以及較強的層間斷裂韌性,更好的沖擊性能。本文以AZ31B鎂合金作為外層金屬層,玻璃纖維作為增強材料,馬來酸酐改性聚丙烯樹脂粉末
3、作為粘結(jié)劑采用新穎的粉末層壓工藝成功的制備熱塑性鎂基FMLs。并對其力學拉伸、層間剪切、沖擊、振動性能進行研究。這種制備工藝進一步簡化了工藝縮減了成本也為未來快速制備FMLs提供一種新的可行的參考工藝。
本研究主要內(nèi)容包括:⑴對鎂板進行不同表面處理,研究鎂板不同表面處理對力學拉伸、層間剪切、彎曲以及沖擊性能的影響。對于機械處理鎂板來說,隨著鎂板表面粗糙度的增加,樹脂與金屬界面微觀的機械噬合作用較強,層間剪切、彎曲、沖擊強度隨之
4、提高。NaCl腐蝕后微觀的孔洞與樹脂形成機械噬合作用使層間剪切強度提高,等離子清洗后由于鎂板表面形成微觀的缺陷層間剪切強度反而下降。硅烷化偶聯(lián)處理后鎂合金表面形成一層硅烷膜,從而極大地提高了層間剪切強度,獲得了最優(yōu)的綜合力學性能。⑵采用不同纖維布增強樹脂制備鎂基 FMLs,研究不同纖維增強樹脂厚度對FMLs力學性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)纖維布的引入提高了FMLs的層間剪切強度,而彎曲強度隨著纖維樹脂厚度的增加逐漸下降。隨著纖維樹脂厚度的增加
5、FMLs的固有振動頻率變高,3層纖維布樹脂增強FMLs獲得最好的振動性能。對硅烷處理后的鎂板進行傅立葉變換紅外光譜分析,結(jié)果表明鎂板表面形成一層硅烷固化膜,硅烷通過 Si-O-Mg鍵與鎂板緊密偶聯(lián)在一起,極大地提高了金屬與樹脂之間的粘結(jié)強度。從而使鎂基FMLs的層間剪切強度、彎曲強度得到了極大地提高。⑶研究了FMLs不同結(jié)構(gòu)對其力學拉伸、彎曲、層間剪切以及沖擊強度的影響。結(jié)果表明3/2結(jié)構(gòu)FMLs抗拉強度強度略低于2/1結(jié)構(gòu)FMLs,而
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