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che60

铜虫 (小有名气)


[交流] 纤维增强复合材料可以做到既增强又增韧吗?

纤维断掉是起到了增强的作用?
纤维拔出起到的是增韧的作用?

有断有拔出是不是就既增韧有增强了呢?
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2909039745626

金虫 (著名写手)



che60(金币+1):谢谢参与
上面讲的可能都不是太准确的,楼主要看看书啊!纤维对于材料的增强增韧要分基体材料来讲,陶瓷的话其强度等力学性能都很好,最大的缺点是性脆,所以在陶瓷中加纤维主要是增韧作用,通过纤维的侨联,拔出机制等等。高分子材料其强度和模量等都不是太高的,而纤维的这些性能很好,所以用纤维增强高分子,提高高分子的强度和模量,在航空航天领域重量是个很关键的因素,高分子相对陶瓷和金属等具有重量的优势,所以得到发展,具有非常高的比强度和比模量,在于此同时,第一代环氧树脂交联密度高,有很多的优异性能,所以是运用最广泛的树脂,但是有一个问题,交联密度高也导致了它的脆性,在复合材料中,由于这个特点它很容发生分层,分层的话性能会急剧下降,而且在复合材料制造等等过程中,由于低质量的物体冲击,会造成严重的肉眼看不见的损伤,以后会发展成严重的损伤,所以有了树脂基复合材料增韧的课题,纤维在增韧这个情况下也是有一定的作用吧(分情况)!金属一般没有增韧的概念吧,一般只是增强。现在陶瓷基和金属基复合材料都没有得到大量的运用,工业化还有很长的路要走,金属制造过程中其界面损伤是个最重要的课题,现在还没解决好!纤维不是对什么都能增强增韧的,只是在某些情况下可能同时增强增韧的,这些影响的因素太复杂,不是一两句话能说清楚的!
9楼2011-12-17 13:16:25
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che60

铜虫 (小有名气)


引用回帖:
: Originally posted by Wangzicong at 2011-12-16 19:57:15:
这么说更好:现在说增强,其实也包含增韧的意思在里面。如果咱们分开来说的话,就是要考虑界面问题了。如果是想起到增强作用,那么就要提高纤维与基质的粘结强度,最大程度的发生负荷传递、桥联、扎钉作用,特别是 ...

就像你说的,对于强度的影响还是看界面结合,对于金属基复合材料的研究也有很多,添加纤维一般谈到的是增强作用。
对于混凝土、树脂、石墨等脆性基体基可能更重要的是增韧作用。
但是还有一个问题,界面结合的强就不会增韧吗,裂纹一定是切过纤维,而不沿纤维偏转吗?我倒是觉得界面过弱可能拔出功过小,增韧效果不大,即便是增韧,也得有一定的强度,拔出困难一点。
8楼2011-12-17 00:29:57
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che60(金币+1):谢谢参与
这不能这么说,纤维拨出有可能是你的界面结合性不好。纤维断裂不代表只是增强或增韧。这方面的文献很多,自己查查就知道了
3楼2011-12-16 15:58:29
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老子姓李

银虫 (正式写手)



che60(金币+1):谢谢参与
不好说。
4楼2011-12-16 16:05:52
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Wangzicong

金虫 (著名写手)



che60(金币+1):谢谢参与
这么说更好:现在说增强,其实也包含增韧的意思在里面。如果咱们分开来说的话,就是要考虑界面问题了。如果是想起到增强作用,那么就要提高纤维与基质的粘结强度,最大程度的发生负荷传递、桥联、扎钉作用,特别是负荷传递。但是,如果你是为了增韧的话,那么界面必须要足够的弱,要可以发生纤维的脱结合,纤维的拔出,这些都是合理的耗能机制。如果是想同时发挥两种作用,不是不可以,那么就是限制界面,达到可以发生脱结合,但是不能是纯粹的拔出。但是,我要跟楼主说的一点是,通常来说,纤维对于复合材料更主要的是增韧作用,比如纤维混凝土。纤维的引入,通常会通过引入过多的界面而劣化材料的强度,但是,在实际应用时,都是在保证没有出现过分劣化的情况下来使用的,即以牺牲部分强度来获取韧性。纤维复合材料,核心是界面,主体依然是界面!
5楼2011-12-16 19:57:15
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yanglw23

铜虫 (小有名气)



che60(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
5楼: Originally posted by Wangzicong at 2011-12-16 19:57:15:
这么说更好:现在说增强,其实也包含增韧的意思在里面。如果咱们分开来说的话,就是要考虑界面问题了。如果是想起到增强作用,那么就要提高纤维与基质的粘结强度,最大程度的发生负荷传递、桥联、扎钉作用,特别是 ...

其实还可以通过在纤维基体界面处加入涂层中间相,比如具有层状结构的PyC、BN或者复合涂层,这样可以设计使涂层纤维界面和涂层基体界面为强界面,而微裂纹在涂层结构内部发生偏转,从而使复合材料能在牺牲尽可能小的强度的情况下面进行增韧。
6楼2011-12-16 22:10:20
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che60

铜虫 (小有名气)


引用回帖:
: Originally posted by yanglw23 at 2011-12-16 22:10:20:
其实还可以通过在纤维基体界面处加入涂层中间相,比如具有层状结构的PyC、BN或者复合涂层,这样可以设计使涂层纤维界面和涂层基体界面为强界面,而微裂纹在涂层结构内部发生偏转,从而使复合材料能在牺牲尽可能小 ...

有说法,界面反应生成的强界面,会让裂纹直接切断纤维,这个应该不对吧。
按你的说法,即便是强界面,裂纹一样会沿纤维偏转,绕开纤维扩展,对吗?
7楼2011-12-16 23:33:51
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baor108

木虫 (小有名气)



che60(金币+1):谢谢参与
纤维增强增韧是一个相对的概念! 是就基体材料与纤维复合后新材料的新
特性而言! 不同的纤维在相同的基体中可能起到不同的作用,看复合材料设计的初衷。
10楼2012-01-05 13:59:36
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巴布豆

新虫 (初入文坛)



che60(金币+1):谢谢参与
看纯净度
11楼2012-01-06 15:18:38
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lhxdd

木虫 (正式写手)



che60(金币+1):谢谢参与
确实与界面相关,如果纯粹增强,可以提高界面,但复合材料韧性不好,所以它们之间是矛盾的,需要找到一个匹配点
12楼2012-01-11 09:50:18
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ijustknow

银虫 (小有名气)



che60(金币+1):谢谢参与
我觉的纤维增强这种方式本来就是既增强也增韧了
13楼2012-02-08 09:13:27
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lfcmandy

银虫 (初入文坛)


引用回帖:
5楼: Originally posted by Wangzicong at 2011-12-16 19:57:15:
这么说更好:现在说增强,其实也包含增韧的意思在里面。如果咱们分开来说的话,就是要考虑界面问题了。如果是想起到增强作用,那么就要提高纤维与基质的粘结强度,最大程度的发生负荷传递、桥联、扎钉作用,特别是 ...

看完受益匪浅。
14楼2012-02-09 12:52:24
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wangyangdas

金虫 (小有名气)


引用回帖:
13楼: Originally posted by ijustknow at 2012-02-08 09:13:27:
我觉的纤维增强这种方式本来就是既增强也增韧了

不一定吧?
15楼2012-04-27 10:40:10
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qizai

银虫 (正式写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
纤维增强增韧有很多种机制!
要看:基体、界面、增强体之间的关系,才能确定纤维最后起到什么作用!
大多数来说,是多钟机制相互协调!
16楼2012-06-03 16:59:46
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xiaowuzi863

铜虫 (正式写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
能问下 主要要看些什么书或文献吗?   谢谢
17楼2012-10-09 09:54:56
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120song

新虫 (小有名气)


18楼2013-07-31 15:38:19
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2011-12-16 15:33   回复  
che60(金币+1):谢谢参与
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