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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 复合材料 » 金属基 » 纤维增强复合材料可以做到既增强又增韧吗？
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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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1楼 2011-12-16 13:56:39
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

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！
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9楼2011-12-17 13:16:25
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che60

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
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 ...

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。
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8楼2011-12-17 00:29:57
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mingfeng517

荣誉版主 (著名写手)
★
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
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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。
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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！
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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。
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6楼2011-12-16 22:10:20
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che60

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
楼: 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？
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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。
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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
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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
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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
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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。
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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？
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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！
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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
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17楼2012-10-09 09:54:56
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120song

新虫 (小有名气)
mark
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18楼2013-07-31 15:38:19
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tanhui10272楼
2011-12-16 15:33   回复  
che60(金币+1):谢谢参与
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