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中国胶粘剂 2002年第3期11卷 11-13页

作者：陈瑞珠胡晓丹潘恩黎南京工业大学材料科学与工程学院江苏省南京210009

采用拉伸剪切强度试验和楔子试验研究了钛合金TI— 6A1— 4V/改性环氧接头在湿热条件下的耐久性 ,考察了环氧胶固化条件、表面处理方法对胶接接头耐久性的影响。

关键词：钛合金粘接件湿热耐久性研究湿热条件 Ti-6Al-4V

丙烯酸酯齐聚物和微凝胶增韧环氧粘接件的湿热耐久性

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南京化工大学学报 2001年第6期23卷 7-9页

作者：胡晓丹陈瑞珠南京化工大学材料科学与工程学院江苏南京210009

以铝合金LY12CZ为基材 ,以丙烯酸酯齐聚物和微凝胶分别改性环氧树脂粘合剂 ,进行了湿热老化试验和楔子试验 ,观察了粘接件在湿热条件下剪切强度的变化和耐久性。结果表明丙烯酸酯齐聚物作为增韧剂 ,经湿热老化试验后 ,PACR1、PACR2有较... 详细信息

以铝合金LY12CZ为基材 ,以丙烯酸酯齐聚物和微凝胶分别改性环氧树脂粘合剂 ,进行了湿热老化试验和楔子试验 ,观察了粘接件在湿热条件下剪切强度的变化和耐久性。结果表明丙烯酸酯齐聚物作为增韧剂 ,经湿热老化试验后 ,PACR1、PACR2有较好的湿热老化性 ,剪切强度保留率分别为 81.7%、80 .0 % ,而且PACR2耐久性较好 ;微凝胶作为增韧剂 ,微凝胶 1#

关键词：丙烯酸酯齐聚物微凝胶环氧粘接件湿热耐久性环氧树脂胶粘剂改性

湿热环境下纤维增强复合材料吸湿与界面性能研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：张藕生李承高牛延沼田经纬咸贵军郭瑞中石化(上海)石油化工研究院有限公司哈尔滨工业大学土木工程学院

湿热环境下纤维增强树脂基复合材料（FRP）力学性能会发生劣化，影响其服役性能与寿命。本论文研究了拉挤碳纤维与玻璃纤维增强复合材料（CFRP与GFRP）杆体在40℃、60℃与80℃蒸馏水中的吸湿与扩散行为，以及杆体的短梁剪切强度退化规... 详细信息

湿热环境下纤维增强树脂基复合材料（FRP）力学性能会发生劣化，影响其服役性能与寿命。本论文研究了拉挤碳纤维与玻璃纤维增强复合材料（CFRP与GFRP）杆体在40℃、60℃与80℃蒸馏水中的吸湿与扩散行为，以及杆体的短梁剪切强度退化规律，建立了基于时温等效原理的杆体短梁剪切强度寿命预测模型。结果表明，GFRP杆体具有较低的水扩散速率与饱和吸水率；水分子与浸泡温度是影响杆体短梁剪切强度劣化的关键因素，在低温浸泡下，杆体短梁剪切强度随着水分子的侵入快速退化；80℃高温暴露加速玻璃纤维-树脂界面脱粘，导致GFRP杆体的短梁剪切强度退化速率远远高于CFRP杆体；长期寿命预测结果表明，CFRP杆体短梁剪切强度稳定保留率为77.4%，而GFRP杆体短梁剪切强度在长期浸泡下完全丧失。

关键词： FRP杆体湿热耐久性短梁剪切时温等效寿命预测

钛板表面处理工艺对Ti/PEEK界面湿热耐久性能的研究

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钛板表面处理工艺对Ti/PEEK界面湿热耐久性能的研究

作者：段理想南京航空航天大学

学位级别：硕士

钛合金/碳纤维增强聚醚醚酮树脂(Ti/Cf/PEEK)纤维金属混杂层板(FMLs)作为最新的第四代层板,具有较高的比强度、比模量,良好的抗冲击性能、抗疲劳性能及高损伤容限等优点,已广泛应用于航空航天领域。Ti/Cf/PEEK纤维金属混杂层板中Ti/PEE... 详细信息

钛合金/碳纤维增强聚醚醚酮树脂(Ti/Cf/PEEK)纤维金属混杂层板(FMLs)作为最新的第四代层板,具有较高的比强度、比模量,良好的抗冲击性能、抗疲劳性能及高损伤容限等优点,已广泛应用于航空航天领域。Ti/Cf/PEEK纤维金属混杂层板中Ti/PEEK弱界面层的存在制约着层板性能发挥,特别是严重影响层板湿热条件下的耐久性。因此,研究Ti/PEEK界面的湿热耐久性对混杂层板的应用具有很高实用价值。本文采用两种不同方法对钛合金进行表面处理以改善Ti/PEEK界面粘接性能。首先,将超声波引入TA2板NaTESi阳极氧化过程中,研究超声工艺参数对阳极氧化后TA2表面形貌、粗糙度以及表面能的影响,并分析了超声波对阳极氧化过程的影响。结果表明:超声功率为100W、作用时间5min、温度35?C时可获得最佳TA2表面处理状态,此时TA2表面粗糙度达到最大值0.917?m,表面自由能达到最高值70.25mN/m,较未引入超声波时均有不同程度提高。其次,对未预处理及预先阳极氧化处理两种状态TA2板进行对硝基苯重氮盐电接枝表面处理,研究了重氮盐浓度及接枝时间对TA2表面有机物膜层的影响,并通过SEM、XPS、AFM、FTIR及接触角测试等手段分别对电接枝前后TA2板表面形貌、化学成分、官能团种类、表面能进行表征分析。结果发现:未预处理TA2板接枝后表面部分区域出现较小的起伏,预先阳极氧化处理TA2板接枝后表面凹坑得到填充,起伏度减小;两种状态TA2板接枝后在406.0eV处均发现N1s峰;未预处理TA2板接枝后表面能由接枝前的40.69mN/m降至28.37mN/m,预先阳极氧化处理的TA2接枝后表面能也由接枝前的62.36mN/m降至46.57mN/m。说明两种TA2板电接枝处理后对硝基苯基团均成功接枝到TA2表面,且TA2表面结构及性能均发生变化。最后,本文研究了以上不同TA2表面处理状态的Ti/PEEK胶接界面在不同环境湿度与温度下,其剩余拉伸剪切强度随老化时间的变化规律。结果表明:TA2经超声波辅助阳极氧化及电接枝两种表面处理后均有助于提高Ti/PEEK胶接界面的耐久性能;随老化温度与湿度升高,试样剩余拉伸剪切强度均出现不同程度减小。此外,研究发现在82?C、95%RH湿热环境下,TA2表面预先经阳极氧化处理再经电接枝处理的胶接界面老化200h后剩余强度最高可达12.80MPa,而此时TA2表面经超声波辅助阳极氧化处理的胶接界面剩余强度仅为5.04MPa。说明预先阳极氧化处理再电接枝处理为TA2最佳表面处理工艺,此时TA2表面处理后获得的胶接界面湿热耐久性能最好。

关键词：阳极氧化超声波重氮盐电接枝胶接界面湿热耐久性

GFRP与BFRP复合材料的湿热耐久性能研究

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GFRP与BFRP复合材料的湿热耐久性能研究

作者：周萌哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

钢筋—混凝土结构在服役过程中钢筋容易发生锈蚀，从而导致混凝土结构性能退化，结构安全性降低，甚至引起灾难性事故。轻质、高强与耐腐蚀的FRP复合材料应用于现代结构，被认为能够有效提高结构的耐久性能与承载性能。作为一新型土木... 详细信息

钢筋—混凝土结构在服役过程中钢筋容易发生锈蚀，从而导致混凝土结构性能退化，结构安全性降低，甚至引起灾难性事故。轻质、高强与耐腐蚀的FRP复合材料应用于现代结构，被认为能够有效提高结构的耐久性能与承载性能。作为一新型土木工程用结构材料，FRP复合材料在土木工程环境下的长期性能退化规律及机理的认识尚不全面，这将影响其在土木工程中的安全、经济与可靠地应用。本文采用升温加速老化实验方法，研究玄武岩纤维增强树脂基复合材料（BFRP）、玻璃纤维增强树脂基复合材料（GFRP）及树脂基体在蒸馏水和/或碱溶液环境下的长期性能，具体内容及主要结果包括：环氧树脂基体在蒸馏水与碱溶液环境下的水吸收与扩散符合Fick模型，平衡吸水率随着温度的升高而增大;水分子及碱溶液等化学介质对树脂基体的腐蚀导致其力学性能的退化;树脂基体吸收的水份对树脂产生塑化作用，导致树脂的玻璃化温度降低。GFRP复合材料在蒸馏水环境下的水吸收与扩散符合Fick模型，平衡吸水量随温度的升高而增大;BFRP复合材料在蒸馏水与碱溶液环境下的水吸收与扩散符合两阶段模型，温度越高，片材的吸水量越大;FRP复合材料在湿热环境下，纤维与树脂基体之间的粘结性能下降，同时树脂基体发生溶胀甚至发生水解，导致FRP复合材料的力学性能的下降。最后，本文研究了表面涂层对树脂基体与FRP复合材料水吸收与扩散，及其力学性能的影响，结果表明，表面涂层能够降低树脂基体与FRP复合材料的吸水性能，提高了FRP复合材料的湿热耐久性能。

关键词： FRP 环氧树脂湿热耐久性表面涂层水吸收与扩散力学性能

碳-玻纤维混杂复合材料杆体的力学与耐久性能研究

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2022年第2期54卷 174-183页

作者：郭瑞李承高咸贵军汪云家哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 中国石油化工集团有限公司胜利石油管理局科技处山东东营257000

碳纤维与玻璃纤维混杂增强树脂基复合材料可以发挥碳纤维的高强、高模、耐疲劳性能与玻璃纤维的高应变、低成本等优势,满足工程结构应用需求.本文针对碳-玻璃纤维混杂增强环氧树脂基复合材料拉挤杆,发明了一套高效挤压-摩擦型锚固系统... 详细信息

碳纤维与玻璃纤维混杂增强树脂基复合材料可以发挥碳纤维的高强、高模、耐疲劳性能与玻璃纤维的高应变、低成本等优势,满足工程结构应用需求.本文针对碳-玻璃纤维混杂增强环氧树脂基复合材料拉挤杆,发明了一套高效挤压-摩擦型锚固系统用于杆体力学测试,研究了纤维混杂模式(随机混杂与包覆混杂)对混杂杆体静力、湿热老化与疲劳性能的影响规律.研究表明:挤压-摩擦型锚固系统受力均匀,锚固效率高,适用于混杂杆体的力学性能测试;在一定的碳/玻璃纤维混杂比(2∶3)条件下,通过将碳纤维束随机分散到玻璃纤维束中制备的杆体可以避免包覆混杂杆体中的GFRP皮-CFRP芯界面薄弱层脱粘破坏,短梁剪切、拉伸与疲劳性能得到显著提升,实现了正混杂效应;在80℃高温浸泡下,随机混杂杆体受到碳-玻璃纤维/树脂界面劣化的影响,其界面强度保留率低于包覆混杂杆体.

关键词：碳-玻璃纤维混杂杆静力性能湿热耐久性疲劳性能混杂效应

钢管道加固用碳纤维复合材料的力学与耐久性能研究

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钢管道加固用碳纤维复合材料的力学与耐久性能研究

作者： Honyigloh Jean-Daniel 哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

钢管道一般易损坏和退化,如产生外部冲击和腐蚀。在过去十年中,纤维增强复合材料以其轻质高强、优异的耐腐蚀及疲劳性能在管道方面具有较大应用前景尽管复合材料被验证可有效加固修复管道,但其对管道加固后的力学性能影响尚缺少系统的... 详细信息

钢管道一般易损坏和退化,如产生外部冲击和腐蚀。在过去十年中,纤维增强复合材料以其轻质高强、优异的耐腐蚀及疲劳性能在管道方面具有较大应用前景尽管复合材料被验证可有效加固修复管道,但其对管道加固后的力学性能影响尚缺少系统的评价基于此。本研究采用实验室加速老化方法,系统地研究了Tw树脂及碳纤维增强树脂及碳纤维增强树脂(CFRP)板在蒸馏水和海水/盐中的长期性能演化。探讨了介质和温度共同作用下Tw基CFRP板和Tw基CFRP增强钢环的长期性能。采用动态力学分析(DMA)和力学性能测试(拉伸性能、层间剪切性能),研究了CFRP板材老化过程中树脂基体开裂、纤维/树脂界面脱粘的退化机理,取得了以下的研究成果:(1)随浸泡在蒸馏水和海水溶液中,CFRP板材的拉伸性能、层间剪切强度和玻璃化转变温度逐渐下降,这是由于树脂基体的短期塑化,与长期水解共同作用所致。与蒸馏水环境相比,海水环境下CFRP板材的层间剪切强度退化更加显著。(2)在蒸馏水和海水中浸泡后,两个碳纤维布样本均表现出明显的后固化效应,水分子在复合材料中的扩散降低了碳纤维布的拉伸性能和玻璃化转变温度。浸水对CFRP短梁试件的抗剪强度影响较小。Tw基碳纤维布试样的SBS退化是由裂纹扩展效应引起的。浸泡温度的升高导致热循环,这是短梁强度下降的原因之一。(3)从长期浸泡过程可以看出,两种浸泡介质对Tw基CFRP增强钢环的拉伸性能没有显著影响。在室温和80°C条件下,水浸试样的屈服强度均高于海水浸泡试样。(4)与未加固钢环的工作力相比,温湿耦合环境下Tw基CFRP加固钢环的极限破坏荷载较大.Tw基CFRP加固钢环具有显著的提升作用。

关键词： Tw基CFRP 钢管道湿热耐久性玻璃化转变力学性能界面粘结性能

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硅烷化处理铝合金的粘接耐久性研究

中国胶粘剂 2006年第5期15卷 9-13页

作者：郭增昌王云芳王汝敏西北工业大学化工系陕西省西安市710072

为了考察铝合金硅烷化处理对粘接耐久性的影响,用高强度铝合金YL12作为基材,用HY-97 环氧结构胶粘剂把硅烷化处理和作为参考作用的铬酸盐与表面砂光处理的铝合金件胶接在一起,同时在温度为60℃,95％的相对湿度的湿热恒温箱中进行。16d... 详细信息

为了考察铝合金硅烷化处理对粘接耐久性的影响,用高强度铝合金YL12作为基材,用HY-97 环氧结构胶粘剂把硅烷化处理和作为参考作用的铬酸盐与表面砂光处理的铝合金件胶接在一起,同时在温度为60℃,95％的相对湿度的湿热恒温箱中进行。16d的楔子试验,用光电子X-射线(XPS)分析了粘接断裂面,结果表明,仅作砂光处理的粘接件的裂纹扩展总长度最长,而硅烷化和铬酸盐处理的这两个粘接件的裂纹扩展总长度基本相当,分析表明,硅烷化处理粘接件的裂纹断裂能略高于铬酸盐处理的裂纹扩展能。

关键词：湿热耐久性畦烷化处理楔子试验

苎麻纤维增强树脂基复合材料的耐湿热老化性能研究

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苎麻纤维增强树脂基复合材料的耐湿热老化性能研究

作者：尹鹏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

由于社会环保意识日益增强，绿色天然植物纤维增强复合材料(NatureFibre Reinforced Polymer，简称NFRP)越来越受到工业界的重视。NFRP具有密度小、价格低、能耗低、隔音、减震、降噪、耐冲击等明显优点。但NFRP在湿热环境下容易吸收... 详细信息

由于社会环保意识日益增强，绿色天然植物纤维增强复合材料(NatureFibre Reinforced Polymer，简称NFRP)越来越受到工业界的重视。NFRP具有密度小、价格低、能耗低、隔音、减震、降噪、耐冲击等明显优点。但NFRP在湿热环境下容易吸收水分，导致其力学性能退化、尺寸不稳定，从而在一定程度上影响了NFRP的工程应用。因此，系统研究NFRP材料在湿热环境下的吸湿性能及其力学性能的退化规律与机理，对促进NFRP在实际工程结构中的安全、可靠应用具有重要的意义。本文主要研究了苎麻纤维布增强酚醛树脂与不饱和聚酯树脂复合材料两种板材在湿热环境下的性能退化规律。所关注的湿热环境温度为20℃(室温)、40℃与60℃，湿度为50%RH、85%RH与98%RH。复合材料板材的性能测试包括水吸收与扩散、力学性能(如拉伸性能、抗弯性能与短梁剪切性能)与玻璃化温度等，测试周期为6个月。具体研究内容与结果如下： 1)利用模压工艺，制备了苎麻纤维增强酚醛树脂基复合材料板材，并利用光纤光栅(FBG)传感器，实时监测了模压过程中板材内部的温度与应变变化，结果表明苎麻纤维增强树脂基板材模压成型过程中，在板材内部产生了较大的收缩变形。 2)在湿热环境下，苎麻纤维增强树脂基复合材料板材的吸湿扩散系速率主要受环境温度影响，而平衡吸湿率主要受环境湿度影响;在达到吸湿平衡前(1周)，力学性能下降较快，之后趋于平缓，且材料力学性能随湿度增加下降明显，受温度因素影响较小;在湿热环境下的模量退化程度大于强度退化。 3)试样完全烘干后，苎麻纤维增强树脂基板材的力学性能有较大回升，但小于初值，湿热环境对板材产生了不可逆变化。

关键词： NFRP 苎麻纤维 FBG 湿热耐久性玻璃化温度

CFRP板材的拉挤制备工艺及其耐湿热性能研究

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CFRP板材的拉挤制备工艺及其耐湿热性能研究

作者：洪斌哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

碳纤维增强高聚物（CFRP）复合材料作为一种新型土木工程结构材料，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，近年来已广泛应用于土木工程结构的加固升级，增强混凝土桥面、高等级公路等基础设施。本文利用拉挤工艺，制备了结构加固用高性能环... 详细信息

碳纤维增强高聚物（CFRP）复合材料作为一种新型土木工程结构材料，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，近年来已广泛应用于土木工程结构的加固升级，增强混凝土桥面、高等级公路等基础设施。本文利用拉挤工艺，制备了结构加固用高性能环氧树脂基CFRP板材，运用Taguchi方法，研究了拉挤工艺参数对CFRP板材力学性能的影响，获得了最优化的拉挤工艺参数;在此基础上，进一步研究了CFRP板材在水和强碱环境下长期性能演化规律与机理。利用Taguchi方法，分析了多个拉挤工艺参数对CFRP板材力学性能的定量影响。结果表明，环氧树脂种类、纤维含量对CFRP板材力学性能的影响最大，特别是其对CFRP板材拉伸强度影响的贡献率分别可达到36.7%、40.5%，其次是牵引速率、模具温度、后固化温度和纤维张力，胶槽温度的影响可忽略不计。利用最优化的拉挤工艺参数，制备了拉伸强度达到2.5GPa，拉伸模量达到172.8GPa的CFRP板材，性能指标超过国外同类产品。测试了CFRP拉挤板材在水及强碱环境下的水吸收、抗弯及拉伸性能的长期演化规律。结果表明，CFRP板材在较低温度（如室温至40℃）下，树脂基体未明显降解，水吸收与扩散性能符合经典Fick定律，力学性能下降幅度小;而在较高温度（如60℃与80℃）下，树脂基体水解明显，表面碳纤维暴露，水吸收与扩散性能偏离经典Fick定律，力学性能显著退化。同水浸泡相比，CFRP板材在强碱环境下的降解更为明显。在较高温度下（特别是高温强碱环境下）的树脂基体水解是引起CFRP拉挤板材耐久性能下降的主要原因。根据Arrhenius模型，预测了CFRP拉挤板材在常温水及强碱环境下的力学性能退化规律，结果表明，本文制备的CFRP板材在常温水或强碱中浸泡200年后的拉伸强度剩余强度分别为83.3%和79.8%。

关键词： CFRP拉挤板材 Taguchi方法结构加固工艺参数湿热耐久性