碳和e玻璃纤维增强地质聚合物复合材料

最近的一项研究发表在杂志上水泥和混凝土复合材料了加强地质聚合物基复合材料中碳纤维的有效性以提高复合材料的力学性能。

研究:接口失败和纤维增强地质聚合物复合材料的分层阻力模拟和实验方法。图片来源:GrAl / Shutterstock.com

背景

地质聚合物是无机聚合物包括alkali-balanced绑定和铝硅酸盐。这些聚合物是惰性,轻量级,可以长时间保持热稳定温度高达800^oC没有接受任何退化。地质聚合物的这些特点使其适合制造组件在汽车和航空航天结构暴露于极端环境中。

然而,极端地质聚合物复合材料的脆性和弱层间强度阻碍他们采用规模在一个广泛的工业应用。不同等因素造成的裂纹萌生和传播由于残余应力,process-induced收缩和高孔隙度的聚合物负责穷人韧性和分层的复合材料。分层是指作为复合材料层间破坏导致失败,特别是在没有任何类型的强化复合材料。

分层可能发生由于热膨胀系数的差异或缺陷的层间结构复合材料。欧洲杯足球竞彩分层影响复合材料的行为中扮演着关键角色在冲击荷载引起的赔偿,和响应后复合材料的影响。在纤维增强复合材料界面失败发生由于脱胶或层压结构的分层。接口失败可以显著降低纤维增强复合结构的抗压承载力。

相关的处理步骤与地质聚合物的制备起到至关重要的作用在限制的缺陷。机制,如裂纹桥接裂纹偏转和纤维撤军允许材料中的裂纹能量的耗散和防止早期裂缝的失败的可能性。裂缝也可以限制粒子或纤维增援部队为了提高地质聚合物的强度。例如,纤维平纹布增援部队可以增加地质聚合物复合材料的强度提高材料的力学性能。

本研究评估地质聚合物复合材料的分层行为和内在的力量时钢筋分别与electrical-grade玻璃(e玻璃)和碳纤维。模拟方法是评估研究和相关实验观察。

这项研究

软熔带模型(海内外)在多重物理量模型被用来模拟界面e玻璃和碳纤维增强地质聚合物复合材料的失败。复合材料的分层模拟分为分层传播和启动。仿真模型也利用预测复杂载荷作用下的界面裂纹扩展过程。碱催化剂溶液,硅酸铝粉,和偏高岭土用于制备地质聚合物矩阵。

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机织物;和碳的利用复合强化的开发过程中。最初,硅酸铝粉、碱催化剂溶液,和偏高岭土混合10分钟准备地质聚合物混合,然后混合都是手动在滚筒的机织物和压缩,直到达到3毫米的厚度。织物增强地质聚合物复合材料被放置在真空袋,治愈在0.03 MPa在环境温度为2 h,然后再治愈20 h在空气中。

复合密度最初测量在室温下,然后在1000年再次^o30分钟c, e玻璃和碳纤维增强复合材料在热处理温度在200年和1000年之间^oC为了确定复合材料的弯曲强度和模量的接触温度。厚度扩张和大规模保留观察加热温度。

观察

地质聚合物的密度矩阵是高于纤维增强复合材料。演示的碳纤维增强地质聚合物复合材料机械强度大于e玻璃增强复合。炭纤维增强复合材料的强度200 MPa,而e玻璃的强度增强复合50 MPa。

e玻璃纤维复合显示较低的挠曲强度相比,碳纤维复合材料在温度高于600^oc .同样,碳增强复合材料的弯曲模量更高的温度高于1000^oC e玻璃增强复合材料的模量相比碳增加更高的温度。这个因素负责地质聚合物之间的附着力强矩阵和碳纤维。

e玻璃增强复合材料表现出更大的厚度比碳增强复合扩张。e玻璃和碳增强复合材料经历了一次大规模在温度低于600的损失^o然而,c碳增强复合材料600年之后显示一个更稳定的行为^oC, e玻璃增强复合材料显示减少质量损失。

的e玻璃纤维增强复合材料显示明显的弯曲和分层的层在高负载位移。从复合材料的界面观察表示,不包括区域的影响,碳纤维增强复合材料拥有一个完整的行为在他们的剩余部分;复合相比。

本研究表明,碳纤维增强复合材料的层间强度更强比e玻璃增强复合材料。此外,碳纤维复合材料表现出更高的抗分层和完整的行为比e玻璃增强复合材料。

源

Samal, s接口失败和纤维增强地质聚合物复合材料的分层电阻仿真和实验方法。水泥和混凝土复合材料。2022年。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S0958946522000166?via%3Dihub

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