长玻璃纤维增强热塑性复合材料中玻璃纤维的分散与统计方法
2014-08-06陈光剑宋玉兴陈永波安孝善黄志杰
厦门大学学报(自然科学版) 2014年2期
关键词:复合材料
陈光剑,宋玉兴,陈永波,安孝善,黄志杰
(浙江俊尔新材料股份有限公司,浙江 温州 325011)
增强热塑性复合材料在工程中的应用越来越普及,并呈多样化趋势,尤其体现在汽车工业中.玻璃纤维具有较高的比强度、高刚性、耐腐蚀性、恶劣环境适用性,更因低成本和广泛的应用市场,而备受关注.玻璃纤维根据使用领域不同,可分为短纤维(小于临界长度)、短切纤维、长碎纤维、长纤维、纤维毡等[1-2].
玻璃纤维增强热塑性复合材料具有良好的力学性能,但影响其力学性能的因素很多,如树脂基体和玻璃纤维的本质性能、界面黏结力、纤维含量、泡孔孔隙率、纤维的取向分布和长度分布[2-3]及纤维间缠结或形成网络结构后的拉拔摩擦力[4].玻璃纤维增强热塑性复合材料不可能发挥出其最大的刚性、强度和韧性,主要因为是有很大一部分短纤维在材料中仅起到填充作用.临界长度是指嵌进树脂基体的纤维在拉伸载荷的作用下,能发生断裂的最小长度[4],其计算式如下所示:
lc=dσfu/(2τu),
(1)
式中:lc为临界长度;d为玻璃纤维直径;σfu为玻璃纤维的拉伸强度;τu为玻璃纤维/基体界面剪切强度.当玻璃纤维长度L
在研究玻璃纤维增强热塑性复合材料的机械性能时,通常会考虑玻璃纤维与基体黏结对玻璃纤维尺寸的影响,螺杆组合对玻璃纤维分散、取向分布和长度分布的影响.做这些研究时,均不可避免地……
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