一、脆性聚合物的粘着功和断裂能(论文文献综述)
李联欢[1](1983)在《脆性聚合物的粘着功和断裂能》文中研究指明作者从分子间作用力入手,介绍了脆性聚合物的粘结力和粘着功以及它们与表面能之间的关系;从断裂力学的基本概念出发论述断裂表面能,断裂能,断裂韧度。并说明了断裂能是衡量材料抗断裂强度的有效标准。 作者还介绍了脆性聚合物的分子量、分子取向、断裂速度和弹性体的填充对断裂能的影响效果;并给出了脆性聚合物及其复合材料和金属等材料的断裂能顺序排裂图。
韩玮[2](2020)在《沥青-集料界面相力学行为数值模拟》文中进行了进一步梳理近年来,伴随着我国道路的建设与发展,沥青路面凭借表面平整、噪音低及施工期短等优点迅速成为我国道路的主要形式。但是由于我国国土面积广大,不同地区的气候地理条件相差较大,同时交通量大,超载现象严重,面对这些问题,沥青路面容易发生路面坑槽、车辙、拥包等常见病害,进而影响道路正常使用。沥青混合料的性能也就成了近年来研究的热点,而沥青-集料界面更是研究热点中热点问题。沥青-集料界面中的沥青是以沥青膜的形式存在的,沥青膜的各项性能对沥青-集料系统的力学性能有着重要的影响。因此研究沥青膜的性能对界面力学性能的影响,有助于增进对沥青-集料界面失效机理的了解,对提升沥青路用性能,减少路面损伤有着重大意义。为了研究沥青-集料界面的力学性能,本文首先进行了集料-沥青-集料试件的成型以及剪切试验,获得成型荷载、沥青膜厚度以及相关试验结果,为后面的有限元模拟做好准备。本文提出了一种改进的结构沥青层模型,介绍了内聚力模型在有限元软件中的应用。基于内聚力模型,使用ABAQUS有限元软件对沥青-集料界面剪切试验进行模拟,重点分析了沥青层的厚度和强度对模拟结果的影响。利用有限元模拟结果与试验结果进行对比,发现考虑结构沥青层的有限元模型可以更准确的反应试验结果,克服了常规模型的缺点,同时指出在剪切过程中,影响沥青层抗剪强度的主要因素是沥青层的屈服应力而不是厚度。分别考虑断裂应变和断裂能等因素对试验结果的影响,发现在不考虑材料粘性的情况下,断裂应变和断裂能会极大地影响模拟结果。
刘维民[3](2013)在《Al2O3基微纳复合陶瓷刀具材料及其切削性能研究》文中进行了进一步梳理高速切削加工是未来切削加工技术的发展方向,而刀具材料是发展高速切削加工技术的关键,开发适于高速干式切削加工的陶瓷刀具契合了当今绿色环保的理念。本文以研制高性能微纳复合陶瓷刀具材料为目标,对微纳复合陶瓷刀具材料进行了系统设计,优化了微纳复合陶瓷刀具材料的制备工艺,成功制备出Al2O3/TiC/ZrO2微纳复合陶瓷刀具材料,并对其力学性能、微观组织结构、动态本构模型及切入瞬时仿真、切削性能、失效形式及机理进行了研究。基于超高强度钢的切削加工特点,提出了微纳复合陶瓷刀具材料的设计原则,并设计出以微米Al203为基体,微米TiC、纳米TiC和纳米Zr02为添加相的微纳复合陶瓷刀具材料。通过对其进行化学相容性计算分析,可知在烧结及切削加工过程中不会发生化学反应。基于颗粒残余应力模型,计算出微米级TiC和Zr02的最大体积分数,分别为82.8vol%和21.3vol%。根据各组分的物理相容性的计算分析,确定纳米添加相的成分,并基于等径球体紧密排列结构,依据素坯颗粒级配原则,建立了纳米添加相的粒径和体积分数的理论模型,并考虑纳米粒子的团聚效应,确定了纳米TiC的粒径为80nm,含量为4vol%;纳米Zr02的粒径为40nm,含量为1.5-2.0vol%。基于液态金属对TiC的润湿性,确定了添加金属Ni、Mo及含量。研究了纳米粉末的分散工艺。研究结果表明,悬浮液为PH值9-10的碱性溶液,分散剂PEG添加量为纳米TiC粉末质量的1.5wt%时,纳米TiC悬浮液的相对沉降体积小;悬浮液为PH值9-10的碱性溶液,分散剂PEG添加量约为纳米Zr02粉末质量的2wt%时,纳米Zr02悬浮液的相对沉降体积小。研究了微纳复合陶瓷刀具材料的烧结工艺。对烧结温度和保温时间进行了优化。结果表明,微纳复合陶瓷刀具材料适宜的烧结工艺为:烧结温度1700℃,保温时间10min,烧结压力30MPa。依据烧结体的性能,对组分配比进行优选,成功制备出综合性能优良的ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料,其抗弯强度、维氏硬度、断裂韧度和相对密度分别为970MPa、20.3GPa、5.9MPa·m1/2和99.3%。研究分析了ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料的微观结构和断裂模式。结果表明,其微观结构为晶内/晶间型,且晶粒尺寸大小分布均匀;其断裂模式是以穿晶断裂为主的混合断裂模式。研究了ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料的强韧化机理。结果表明,其主要的强韧化机理为晶粒细化、晶界强化、位错强韧化、相变增韧、裂纹偏转和颗粒桥接增韧。建立了ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料动态本构模型,并仿真了瞬时切入过程。基于滑移型裂纹模型,应用细观损伤力学理论,建立了ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料单轴压缩下损伤型动态本构方程。通过分离式霍普金森压杆实验获取ATZ4微纳复合陶瓷材料的动态应力-应变曲线,并与理论曲线进行对比分析,验证了理论公式的合理性。建立了ATZ4微纳复合陶瓷刀具切削仿真的有限元模型,获得了切入瞬时刀具前刀面上最大拉应力,并根据第一强度理论,预测了刀具切入工件时可能的破损失效,为切削参数的选择提供了依据。建立了ATZ4微纳复合陶瓷刀具切削加工调质300M钢的刀具寿命模型,分析了ATZ4微纳复合陶瓷刀具在合理切削参数下的失效形式及机理。对比分析研究了不同刀具切削调质300M钢时的切削性能、磨损破损形式及其机理。结果表明,在低速车削时,刀具均以磨损为主,其机理为粘结磨损和磨粒磨损;在高速车削时,刀具的失效形式为磨损和破损,其磨损机理为粘结磨损和磨粒磨损,而破损机理为机械应力和热应力的耦合作用。在高速切削条件下,其耦合应力较高,易达到刀具材料的强度极限而造成其破裂。在各切削速度下,ATZ4较其它刀具均表现出更强的耐磨损和抗破损的能力。
白文峰[4](2009)在《纤维增强聚合物混凝土及其界面与阻尼机理研究》文中研究指明精密和超精密机械加工技术的发展和进步对机械加工设备加工精度的要求越来越高,机械基础件的材料对机械设备的性能特别是加工精度影响很大,研究开发新型的机械基础件材料是提高机械加工设备综合性能的有效手段之一。聚合物混凝土(Polymer Concrete,简称PC)具有良好的阻尼减振性能,用于制作机械基础件可以有效地提高机械加工设备的加工精度,受到了广泛关注。本文首次将玻璃纤维和碳纤维应用到聚合物混凝土中,开发出可用作机械基础件材料的玻璃纤维增强聚合物混凝土(Glass Fiber Reinforced Polymer Concrete,简称GFRPC)和碳纤维增强聚合物混凝土(Carbon Fiber Reinforced PolymerConcrete,简称CFRPC),统称为纤维增强聚合物混凝土(Fiber Reinforced PolymerConcrete,简称FRPC)。本文对纤维增强聚合物混凝土的组分特性、制作工艺、界面作用机理、阻尼减振机理和力学性能等方面的作用机理进行了系统研究,提出了适用于纤维增强聚合物混凝土的制作工艺;研究了纤维增强聚合物混凝土各相成分之间的界面作用机理,建立了界面结合的化学模型和物理模型;分析了纤维增强聚合物混凝土的阻尼减振机理,提出了其阻尼损耗因子和阻尼比的计算模型;研究了纤维增强聚合物混凝土中各相组分的用量和工艺等因素对其力学性能的影响,为优化纤维增强聚合物混凝土的配比、提高复合材料的性能提供了依据。原材料是决定纤维增强聚合物混凝土性能的重要因素,本文系统研究了纤维增强聚合物混凝土各原材料组分的物理和化学特性,选定环氧树脂作为粘结剂并确定了所需的固化剂、稀释剂、增韧剂等处理剂,详述了环氧树脂在固化剂作用下的固化机理,介绍了纤维增强聚合物混凝土中所需骨料和增强纤维的性能要求和特性。在理论分析的基础上,试验研究了纤维增强聚合物混凝土的制作工艺,制定了适合本文所选原材料的生产制作工艺流程。详细介绍了增强纤维的表面处理、纤维增强聚合物混凝土的成型工艺、半成品的养护工艺、脱模剂的选择、纤维增强聚合物混凝土机械基础件的设计原则以及产品的后续加工工艺等,建立了纤维增强聚合物混凝土从原材料预处理、复合材料的制备到产品结构设计和生产全过程的工艺流程体系。分析了纤维增强聚合物混凝土的界面作用机理,建立了增强纤维与环氧树脂基体之间的化学键连接模型,以及花岗岩骨料颗粒与环氧树脂基体之间界面的物理作用模型。增强纤维表面处理后会在表面生成一些活性基团,这些基团可以与环氧树脂基体中的环氧基等活性基团发生化学反应,生成键能较大的化学键,使环氧树脂基体与增强纤维结合为一个整体。花岗岩骨料与环氧树脂基体之间的作用力有液体对固体的表面浸润作用以及固化后的环氧树脂基体与花岗岩骨料之间的机械锁结作用,两相之间通过物质的界面能、分子间相互吸附作用的范德华力和机械作用力实现界面结合。研究了纤维增强复合材料的阻尼减振机理,分析了纤维增强聚合物混凝土阻尼性能的主要来源和影响因素,提出了纤维增强聚合物混凝土的阻尼损耗因子和阻尼比计算模型。纤维增强聚合物阻尼的主要来源是复合材料的基体,包括环氧树脂基体、花岗岩骨料颗粒和增强纤维本身的阻尼,其它因素引起的阻尼(界面阻尼、热弹性阻尼、粘塑性阻尼和材料破坏引起的阻尼等)对复合材料的阻尼性能也有一定影响。设计了两组正交试验研究纤维增强聚合物混凝土的各种组分的用量和配比以及不同的纤维种类对其阻尼性能的影响,得出了不同因素对复合材料阻尼性能的影响规律。通过正交试验研究了原料配比等因素对纤维增强聚合物混凝土力学性能的影响(以抗压强度为衡量指标),得到了各因素对复合材料力学性能的影响规律,可以作为优化纤维增强聚合物混凝土原料配比的依据。正交试验研究了玻璃纤维增强聚合物混凝土和碳纤维增强聚合物混凝土的力学性能差异,以及增强纤维的长度和用量对复合材料力学性能的影响。由于碳纤维的力学性能优于玻璃纤维,在聚合物混凝土基体中可以承受更大的应力作用,对聚合物混凝土的增强效果优于玻璃纤维。对纤维增强聚合物混凝土机械基础件的动态性能进行了计算机仿真,并与灰铸铁基础件进行了比较,结果证明纤维增强聚合物混凝土具有更好的效果,是精密机械加工设备的理想基础件材料。
李虎[5](2020)在《模内微装配组装成型运动副精密控性理论研究》文中研究说明如何准确预测和调控微装配界面熔接粘附脱粘剥离特性是模内微装配成型制备高性能聚合物微型机械运动副的关键科学与技术问题。针对这一关键科学与技术问题,研究构建了模内微装配成型微型机械运动副界面熔接粘附脱粘剥离行为的模拟仿真平台,构建了成型过程参数—材料副界面脱粘剥离断裂韧性参数—界面熔接粘附脱粘剥离特性的关联关系,明晰了运动副界面脱粘剥离特性的关键调控参数。研究了微装配界面冷却凝固收缩自紧应力松弛演化规律。研究提出了一种表面改性功能液膜辅助模内微装配精密控性可控成型创新技术,能有效解决传统模内微装配成型微装配界面可运动性能差,废品率高的共性技术难题,为微型机械模内微装配成型工艺的工业化推广提供了科学的理论基础和技术支撑。基于微装配界面冷却凝固收缩自紧的热黏弹性接触理论和熔接粘附脱粘剥离内聚力模型,研究构建了模内微装配成型微型机械运动副界面熔接粘附脱粘剥离行为的模拟仿真方法,试验与模拟对比分析表明运动副界面熔接粘附脱粘剥离驱动力的预测误差低于5%。模拟研究构建了过程参数—材料副界面脱粘剥离断裂韧性参数—界面冷却凝固自紧接触特性—界面熔接粘附脱粘剥离特性—可运动性能的关联理论,研究发现熔接粘附微装配界面的脱粘剥离受控于界面的启裂应力与临界应变能释放率,且与界面的启裂应力和临界应变能释放率呈正关联关系,而微装配界面的界面启裂应力和临界应变能释放率与二次成型熔体注射温度呈正关联关系,降低二次成型注射温度,可降低临界应变能释放率和界面启裂应力,有利于抑制微装配界面的熔接粘附,提高运动副的可运动性能。研究提出了一种表面改性功能液膜辅助模内微装配精密控性可控成型创新技术,能有效调控模内微装配成型微装配界面可运动性能,为微型机械运动副可运动特性的可控制造提供了技术支撑。
侯思宇[6](2021)在《超声辅助复合材料层间增强及力学性能研究》文中认为复合材料因其优异的性能在航空航天、交通运输等领域得到了广泛的应用。然而,由于复合材料独特的层状结构使其在受到冲击后易在层间处产生裂纹,进而出现分层等损伤。提高复合材料的层间强度可以有效提高材料的抗冲击性能,因此复合材料增韧研究逐渐受到人们的重视。本次课题主要研究提高碳纤维树脂基复合材料层合板以及铝/碳纤维叠层复合材料层合板的层间强度的方法,通过各种方法提高复合材料的界面结合能力进而增强复合材料结构的可靠性。本文主要的研究工作如下:(1)以单向碳纤维预浸料为原料,在层合板固化成型前增加水浸超声振动辅助预处理工序以增强CFRP的层间强度。在超声功率一定的条件下,超声过程中水温控制在30℃,将包裹防水膜的构件放置在超声发生器中。采用4种不同的超声时间(20min,40min,60min,80min),测量试件的拉伸性能及层间断裂韧性,探究超声时间与碳纤维层合板的力学性能关系。同时在层合板中间涂荧光剂以观察树脂的流动情况。结果表明:超声不影响试件的拉伸强度;在超声40min、功率500W的最佳超声预处理参数下,其Ⅰ型断裂韧性比未处理试件提高32.6%。(2)采用3种不同浓度的碳纳米管溶液(1%、2%、3%)均匀的喷涂在碳纤维预浸料表面,研究碳纳米管浓度及水浸超声预处理工艺对碳纤维层合板层间性能的影响。同时,对不同浓度的多壁碳纳米管在碳纤维预浸料表面的分散情况及固化后在试件中的状态进行观察。实验结果表明:水浸超声辅助工艺及添加碳纳米管均能有效增韧碳纤维层合板;当碳纳米管浓度为2%,在超声时间50min、功率500W的最佳的超声辅助条件下,试件的层间剪切强度是未处理的202.4%。(3)分别采用4个不同的超声时间(分别是25 min、50 min、75 min、100 min)和超声功率(分别是200 W、300 W、400 W、500 W)研究水浸超声预处理参数对Al/CFRP叠层复合材料界面强度的影响。同时,对试件表面树脂在铝板上的胶粘面积、微观形貌等进行测量。实验结果表明:水浸超声振动辅助预处理工艺有效提高Al/CFRP的断裂韧性,且Al/CFRP的I型断裂韧性随超声时间、功率的改变而变化。在超声时间50min、功率500W的最佳的超声条件下,与未超声的试件相比,试件的断裂韧性值和树脂与铝板的结合面积分别提高126.8%、62.3%。
郭育华[7](2007)在《LIGA技术制作高性能微电子机械模具及其脱模性能的研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着聚合物基MEMS芯片在生物、化学和微光学方面的广泛应用,相应的制作技术成为当前微系统技术的一个研究热点。同时,由于器件性能对大高宽比微结构的需求,运用LIGA技术制作MEMS模具并利用热模压成型技术进行微塑铸复制就成为很有前途的一种加工方法。然而,在热模压成型技术中大部分问题不是由模压成型过程引起,而是发生在脱模过程当中。由于LIGA制作的MEMS模具与热塑性材料之间脱模力的存在,对模压复制品的质量造成了很大的影响,聚合物微结构有可能拉断、变形甚至毁坏。随着微结构高宽比的增加,这些现象越来越明显,当高宽比达到一定数值时,某些微结构的脱模变得不可能进行,几乎很难得到质量好的结构。为了对脱模过程进行系统深入的分析,设计和制作具有高脱模性能的MEMS模具,并进行相应的脱模性能研究和评价,本论文主要开展了以下几个方面的工作:1.对热模压成型中的脱模力分析及高性能MEMS模具的设计在热模压成型技术中,MEMS模具和聚合物微结构的脱模过程是摩擦剪切的过程。本工作重点分析了即脱模力的组成,包括热收缩力和表面粘着力,从理论分析、实验论证以及有限元分析多个角度分析了脱模力的影响,并提出了相应的解决方案。以微摩擦学及表面粘着力理论分析了热模压成型脱模过程主要缺陷的成因,如微结构图形边的拉起、拔断以及大高宽比图形的无法模压等问题;同时利用有限元数值软件分析冷却过程中热应力对脱模初始阶段的影响,如切根现象的成因,并提出使用热应力阻隔器的优化设计。最后通过对T型微结构脱模过程的个案分析,排除了热应力的影响后,认定由模具与聚合物的表面能决定的表面粘着力是影响脱模的重要因素,据此我们制定了高性能MEMS模具的制作方案—Ni-PTFE的一种抗粘着、低摩擦系数的复合材料LIGA模具,并设计出测试结构的模具掩模。2.同步辐射深度X射线光刻工艺的研究中国科学技术大学国家同步辐射实验室二期工程结束以后,LIGA线站的同步辐射X深度光刻研究得以开展。本研究工作首先对同步辐射深度光刻掩模制作、样品制备工艺进行了探索,在此基础上利用NSRL的LIGA站开展了曝光剂量与显影速率关系的研究,获得了稳定的深度光刻工艺条件,为制作出LIGA光刻胶微结构提供了前提;同时,为了获得高质量的光刻胶结构以满足后续电铸工艺的进行,特别研究了微结构图形在不同基底的粘附性能;最后还研究了基于Su8胶的紫外光刻(UV-LIGA)技术,作为LIGA工艺的有益补充。3.精密微电铸技术研究在微电铸模具制作过程中,工程人员发现电流密度受到深宽比掩模微结构的影响有一定的再分布规律,往往出现不希望得到的表面轮廓。而采用overplating的模具制作技术能够有效的避免电流密度再分布带来的对微结构图形的影响,获得的微结构图形部分表面平整性较好。当前对overplating电铸的研究很少,本工作利用Cell-Design软件并结合微电铸实验分析了overplating电铸时的电流密度分布规律,提出Ni在overplating电铸过程中的生长模型,发现了电极的“相邻调制效应”,在理论和实验论证上给出了在各种线宽\间距比条件下其可能造成的缺陷,并提出了相应的解决办法。这部分工作对利用overplating微电铸技术提供了部分设计思路及制作经验。4.Ni-PTFE的复合微电铸技术研究在微电铸Ni模具的基础上,研发Ni-PTFE的复合微电铸工艺是本论文工作的一个重要内容,它扩展了传统LIGA的模具制作技术,为获得高性能MEMS模具开辟了一条新的途径,为国内外MEMS模具制作技术上的首创。工作对Ni-PTFE的复合微电铸工艺进行了深入的探索和研究,克服了复合电铸中的种种困难,包括复合电铸装置的搭建,采用FC型阳离子表面活性剂使PTFE粒子在镀液中保持良好悬浮及共沉积,以及镀液组成和电铸操作条件的摸索,克服了铸层中的针孔问题,最终制作出高性能的复合材料的LIGA模具。在这些工作的基础上,实验最终获得了掩模设计的Ni及Ni-PTFE复合材料的MEMS模具,并通过形貌学、成分分析以及侧壁粗糙度、摩擦系数的测量,表明制作的模具不但符合设计要求,也完全符合热模压脱模的工艺条件。5.HEX02真空热模压成型技术研究脱模过程中的温度及脱模速率也是影响摩擦的主要因素。目前,专门针对脱模过程中工艺参数的研究报道很少,往往局限在具体应用上的参数选择。本研究工作首先弥补了这一缺憾,利用德国JENOPTIK MikrotechniK GmbH公司生产的Hot embossing system HEX02塑铸仪开展了真空热模压成型技术研究,分析了聚合物微结构在不同脱模温度和脱模速率条件下的力学行为,如低温下脱模情形和快速脱模情形,在理论和实验上给予论证,以此实现了对脱模工艺条件的优化。6.脱模性能评价与对比分析确定优化的脱模工艺条件后,对Ni和Ni-PTFE模具的高宽比微结构、连续模压寿命进行了脱模性能的对比研究,结果表明Ni-PTFE模具不仅能够有效的减小模具与聚合物之间的表面粘着力引起的摩擦力,而且能够有着良好的抗粘着能力。它能够模压高宽比更大的微结构图形,并且连续模压的能力更强,因此是一种很有前途、很具实用价值的MEMS模具制作方法。
胡海霞[8](2008)在《环氧树脂及尼龙66基复合材料的摩擦磨损性能》文中研究说明近年来,聚合物基减摩耐磨纳米复合材料由于具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优良的特性正逐步代替一些金属材料制造高精度运动部件,获得了越来越广泛的应用。本文研究了环氧树脂及尼龙66基复合材料的摩擦磨损性能,为聚合物基纳米复合材料在汽车、航空、机械轻量化以及提高服役寿命等方面的应用提供了重要的理论和实验依据。采用MM-200型磨损实验机,分别考察了环氧树脂及尼龙66基复合材料在干摩擦及水润滑条件下的摩擦磨损性能,综合分析了接触载荷、磨损时间对环氧树脂及尼龙66基复合材料摩擦磨损性能的影响,利用各种相关的试验设备对材料的磨损表面进行了观察与分析;探讨了其磨损失效机理;研究了聚合物的热降解过程和降解动力学,揭示了摩擦化学反应机制。首次开展了尼龙66基复合材料的微观摩擦学性能的研究,结果表明SEBS-g-MA橡胶颗粒增强的尼龙66基复合材料具有最好的耐磨性。本文利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对尼龙66进行了滑动磨损过程的三维有限元分析,获得了摩擦温度场,并且将摩擦接触温度的计算值、测量值和有限元分析值进行了对比,三者基本一致。上述研究结果对于探索滑动磨损过程、磨损机理和如何减轻树脂基复合材料的磨损以及进行磨损预报等都有一定的指导意义。
赵晓[9](2004)在《界面性能对芳纶/环氧复合材料冲击能量吸收影响的研究》文中研究指明纤维增强复合材料在受到低速冲击时,会通过各种形式的损伤耗散冲击能,这些产生于材料内部的损伤严重影响材料的弯曲强度、压缩强度等力学性能。材料的损伤模式及吸收能量的机理非常复杂,受多种因素影响。其中纤维/基体界面作为传递载荷的载体,其粘结性能会对材料的冲击性能有较大影响。不同增强材料与基体形成的界面,其性能对复合材料冲击性能的影响机理及影响结果不同。因此,针对特定的纤维与基体,研究界面粘结性能对低速冲击性能的影响具有实际意义。 本课题采用低温等离子体对芳纶纤维进行表面处理后,用SEM观察纤维表面,发现未经等离子体处理的纤维表面比较光滑;等离子体处理6分钟后,纤维表面变得粗糙,产生很多微小的刻蚀坑;等离子体处理9分钟后,纤维表面受到的刻蚀程度明显增加,并产生表面剥离现象。 测试了处理前后纤维的拉伸性能,并借助数理统计的方法对试验数据进行检验,结果表明,经等离子体处理后,芳纶纤维的拉伸强度、初始模量以及断裂伸长率都有所下降,但幅度不大。 用单纤维抽拔法对纤维/基体界面的粘结强度进行了定量表征,发现纤维经等离子体处理后,界面剪切强度有所提高。等离子体处理6分钟时,界面剪切强度提高幅度最大,比未处理前提高了16.22%。随着等离子体处理时间的进一步延长,界面剪切强度反而有下降趋势。处理9分钟后,界面剪切强度比处理6分钟时有所下降,但仍比未处理前有所增加。处理12分钟后,界面剪切强度与处理6分钟的试样相比下降较多。 用摆锤低速冲击仪对界面粘结强度不同的材料进行冲击试验,借助数据采集系统得到冲击过程中材料吸收的总能量、承受载荷、摆锤速度等参数与时间的关系曲线,并通过PC机处理,将载荷—时间曲线转化为载荷—位移曲线。通过对载荷—位移曲线进行积分,可得到不同试样在冲击过程中吸收的总能量、裂纹起始区吸收的引发能以及裂纹扩展区吸收的扩展能,从而分析界面粘结强度对材料能量吸收能力的影响。结果表明,未经处理的芳纶/环氧界面剪切强度较小,在较低载荷下就出现初始裂纹,极限载荷相对较小,引发能较小,但所吸收的扩展能相对较多。界面剪切强度增加后,材料的冲击极限载荷有所增加,在裂纹起始区吸收的引发能增加较多,其中增强纤维经等离子体处理6分钟的试样所吸收的引发能增加了18.57%;由于裂纹扩展阶段所吸收的能量相对有所下降,材料总的能量吸收能力虽有所改善,但增加不多,其中界面剪切强度增加最多的试样,吸收的总能量增加了12.89%。 分析材料的冲击断口形貌发现界面剪切强度改变后,材料的损伤模式也受到了影响。界面性能未发生变化的试样断口处有大量的纤维抽拔现象,说明材料在冲击过程中主要的损伤模式为纤维抽拔;界面剪切强度增加后,试样断口比较平整,主要损伤模式由纤维抽拔变为纤维/基体界面脱粘以及分层。
孔亚茹[10](2016)在《SiC/Al界面韧性的四点弯曲实验研究》文中研究表明颗粒增强金属基复合材料具有较好的比强度、比模量、良好的韧塑性和热稳定性能及抗疲劳性能等,显示出良好的应用前景。界面是连接基体与增强体之间的“纽带”,是两者之间力学及其他功能(如导热、导电、阻尼等特性)传递的“桥梁”,其构造及其形成规律将直接影响复合材料最终的组织结构和综合性能。然而,至今尚没有形成一个能准确测定颗粒增强金属基复合材料中界面结合性能的有效方法和技术,而不同的的界面结构到底以何种方式影响界面结合性能也尚未得到深入的研究。本文以金属基复合材料中应用较为广泛的SiCp-Al复合材料作为模型体系,选用与实际SiCp具有相同六方结构的4H-SiC单晶基片和纯铝作为模型材料,对SiC表面进行氧化、酸洗等处理,进而与Al复合,制备含有单个SiC/Al复合界面的模型材料。采用四点弯曲这一定量测试方法直接测量SiC/Al复合界面的韧性,结合微观结构表征,系统地研究界面性能与界面结构的相互关联。高温氧化、酸洗工艺改善了 SiC表面形貌和结构,并且改变了SiC-Al复合材料界面结构。经三种表面处理后制备的复合材料,近界面处的Al主要为单晶,其位错密度较高。三种处理工艺下SiC/Al界面层的厚度存在明显的差异:高温氧化后界面层厚度>原始态界面层厚度>酸洗态界面层厚度,界面层主要成分为非晶态的A1203。采用四点弯曲测试手段可以有效地测量不同基体-增强体界面的结合性能。合理的四点弯曲试样尺寸对有效地表征复合材料界面断裂性能十分重要。实验发现,选择规格为30mm×3mm×1mm样品进行四点弯曲测试,可得到较为理想的裂纹扩展过程,从而反映真实的界面断裂性能规律。测试结果表明SiC表面处理确实提高了界面的韧性:高温氧化处理后的界面应变能释放率为3.92±0.11 J/m2,而HF酸洗处理和未处理的界面应变能释放率分别为1.41±0.20 J/m2和0.99±0.11 J/m2。这一趋势与文献中采用相同SiC表面处理工艺制得的宏观复合材料观察到的宏观力学性能趋势(拉伸强度等)一致。对界面断口组织结构分析可知,原始态和酸洗态样品断口处SiC表面较为干净;高温氧化后SiC-Al复合材料新形成的断口表面比较粗糙,可见高低不平的层状物质。可知在四点弯曲测试过程中时,高温氧化态复合材料的裂纹主要沿着Al/A1203一侧的界面进行扩展。综上所述,相比于实际的SiCp-Al复合材料,本文中不同SiC表面处理方式制得的SiC-Al双层模型材料在界面结构和性能上的显示了相似的演化趋势。因此,四点弯曲方法对界面韧性的测量不仅能够准确地反映界面结合情况,并且可以用来推测复合材料宏观性能的变化规律,为宏观复合材料的优化设计提供了重要的实验依据。
二、脆性聚合物的粘着功和断裂能(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、脆性聚合物的粘着功和断裂能(论文提纲范文)
(2)沥青-集料界面相力学行为数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 .绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 粘附理论研究 |
1.2.2 国内外粘附性能试验研究与评价方法 |
1.2.3 沥青混合料剪切力学性能研究 |
1.2.4 有限元方法研究 |
1.3 主要研究内容与技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 .沥青-集料界面剪切力学模型分析 |
2.1 粘弹性材料基本理论 |
2.1.1 粘弹性材料的基本特性 |
2.1.2 粘弹性本构方程 |
2.1.3 粘弹性模型在ABAQUS有限元软件中的应用 |
2.2 内聚力模型基本理论和应用 |
2.2.1 内聚力模型基本理论 |
2.2.2 内聚力模型在ABAQUS中的应用 |
2.3 结构沥青层力学模型 |
2.3.1 自由沥青和结构沥青 |
2.3.2 结构沥青层本构模型 |
2.4 本章小结 |
第3章 .沥青-集料界面剪切试验及结果分析 |
3.1 沥青-集料界面剪切试验 |
3.1.1 原材料选择及性能指标 |
3.1.2 试验仪器及其参数 |
3.1.3 试验过程 |
3.1.4 沥青膜厚度 |
3.2 试验结果数据处理 |
3.3 试验结果分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 .基于有限元的沥青-集料界面剪切分析 |
4.1 界面开裂有限元建模基本原理 |
4.2 有限元模型的建立 |
4.2.1 集料及自由沥青层有限元模型的建立 |
4.2.2 结构沥青层有限元模型的建立 |
4.3 模拟结果分析 |
4.3.1 同一沥青膜厚度条件下两种模型和试验结果的对比 |
4.3.2 沥青-集料界面厚度对力学特性的影响 |
4.4 屈服应力对模拟结果的影响 |
4.4.1 模拟结果分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 .沥青集料界面相力学性能影响因素分析 |
5.1 断裂能对试验结果的影响 |
5.1.1 断裂能的有限元实现 |
5.1.2 有限元模拟结果 |
5.1.3 模拟结果分析 |
5.2 断裂应变对试验结果的影响 |
5.2.1 断裂应变的有限元实现 |
5.2.2 有限元模拟结果 |
5.2.3 模拟结果分析 |
5.3 本章小结 |
第6章 .结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(3)Al2O3基微纳复合陶瓷刀具材料及其切削性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 高速切削加工技术的发展及关键技术 |
1.2 高速切削加工刀具材料的研究现状 |
1.3 超高强度钢的切削加工特点 |
1.4 陶瓷刀具材料的强韧化机理 |
1.5 纳米复合陶瓷刀具材料的研究现状及设计方法 |
1.5.1 纳米复合陶瓷刀具材料的研究现状 |
1.5.2 材料设计方法 |
1.6 陶瓷材料动态本构模型的研究现状 |
1.7 金属切削加工的有限元仿真 |
1.8 课题提出和研究的主要工作 |
第2章 微纳复合陶瓷刀具材料的设计 |
2.1 微纳复合陶瓷刀具材料的设计原则和方法 |
2.2 微纳复合陶瓷刀具材料组分的确定 |
2.3 各组分化学相容性分析 |
2.4 刀具材料的物理相容性设计 |
2.5 纳米添加相成分、粒径和含量的确定 |
2.5.1 纳米添加相成分的确定 |
2.5.2 纳米添加相粒径和含量的确定 |
2.6 金属粘结剂的确定 |
2.7 本章小结 |
第3章 微纳复合陶瓷刀具材料的制备、性能及强韧化机理 |
3.1 纳米颗粒的分散 |
3.1.1 纳米颗粒的分散方法 |
3.1.2 原料纳米粉末的分散 |
3.1.3 微纳复合陶瓷刀具材料混合粉末的制备工艺 |
3.2 微纳复合陶瓷刀具材料的烧结制备工艺 |
3.2.1 烧结工艺参数对烧结体致密化的影响 |
3.2.2 烧结制备工艺流程 |
3.3 微纳复合陶瓷刀具材料的性能测试及微观结构表征 |
3.4 微纳复合陶瓷刀具材料的烧结工艺优化 |
3.4.1 原料粉末及配比 |
3.4.2 烧结温度对复合陶瓷刀具材料性能的影响 |
3.4.3 保温时间对复合陶瓷刀具材料性能的影响 |
3.5 微纳复合陶瓷刀具材料组成相分析 |
3.6 纳米颗粒含量对微纳复合陶瓷刀具材料性能及微观结构的影响 |
3.6.1 纳米TiC的含量对微纳复合陶瓷刀具材料性能及微观结构的影响 |
3.6.2 纳米ZrO_2的含量对微纳复合陶瓷刀具材料性能及微观结构的影响 |
3.7 烧结工艺对ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料微观结构的影响 |
3.7.1 烧结温度对ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料微观结构的影响 |
3.7.2 保温时间对ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料微观结构的影响 |
3.8 ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料微观结构的TEM分析 |
3.9 ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料强韧化机理 |
3.10 本章小结 |
第4章 ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料的动态本构关系及切削仿真 |
4.1 ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料的动态本构模型 |
4.2 ATZ4微纳复合陶瓷刀具材料的SHPB实验 |
4.3 理论曲线与实验曲线的比较分析 |
4.4 ATZ4微纳复合陶瓷刀具的切削加工仿真 |
4.4.1 切削加工建模 |
4.4.2 刀具应力分布的模拟结果 |
4.4.3 材料断裂准则及预测结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 ATZ4微纳复合陶瓷刀具车削300M钢的切削性能研究 |
5.1 ATZ4刀具切削性能及磨损机理研究 |
5.1.1 实验条件 |
5.1.2 ATZ4刀具车削300M钢的切削性能 |
5.1.3 ATZ4刀具车削300M钢的磨损机理 |
5.2 不同刀具车削300M钢的切削性能研究 |
5.2.1 实验条件 |
5.2.2 不同刀具的切削性能分析 |
5.2.3 切削力和切削温度分析 |
5.2.4 不同刀具的磨损破损特征及其损坏机理 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 论文主要创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者攻读博士学位期间发表的学术论文及获得的奖励 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(4)纤维增强聚合物混凝土及其界面与阻尼机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 混凝土聚合物复合材料概述 |
1.1.1 混凝土聚合物复合材料的分类 |
1.1.2 聚合物混凝土的应用 |
1.1.2.1 聚合物混凝土在建筑行业的应用 |
1.1.2.2 聚合物混凝土在交通运输行业的应用 |
1.1.2.3 聚合物混凝土在机械行业的应用 |
1.1.2.4 聚合物混凝土的其它应用 |
1.1.3 纤维材料对聚合物混凝土的增强 |
1.2 机械基础件的性能要求 |
1.2.1 刚度要求 |
1.2.2 动态特性要求 |
1.2.3 热变形要求 |
1.2.4 机床基础件常用材料现状 |
1.3 纤维增强聚合物混凝土在机床基础件方面的应用 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.3.3 存在的问题 |
1.4 复合材料界面机理的研究现状 |
1.4.1 界面浸润理论 |
1.4.2 化学键理论 |
1.4.3 变形层理论 |
1.4.4 拘束层理论 |
1.4.5 可逆水解理论 |
1.4.6 扩散层理论 |
1.5 纤维增强聚合物混凝土的阻尼机理研究现状 |
1.5.1 灰铸铁的阻尼机理 |
1.5.2 天然花岗岩的阻尼机理 |
1.5.3 纤维增强复合材料的阻尼机理 |
1.5.3.1 有机树脂基体和增强纤维本身的阻尼 |
1.5.3.2 界面相的阻尼 |
1.5.3.3 由材料破坏引起的阻尼 |
1.5.3.4 粘塑性阻尼 |
1.5.3.5 热弹性阻尼 |
1.6 本课题研究目的、意义及主要内容 |
1.6.1 研究目的和意义 |
1.6.2 本课题的研究内容 |
第2章 纤维增强聚合物混凝土的组分及其特性 |
2.1 树脂系统 |
2.1.1 有机树脂 |
2.1.2 固化剂 |
2.1.3 稀释剂 |
2.1.4 增韧剂 |
2.2 骨料 |
2.3 增强纤维 |
2.4 增强纤维表面处理剂 |
2.5 本章小结 |
第3章 纤维增强聚合物混凝土的制作工艺 |
3.1 增强纤维的表面处理 |
3.1.1 玻璃纤维的表面处理 |
3.1.2 碳纤维的表面处理 |
3.2 纤维增强聚合物混凝土的成型工艺 |
3.2.1 纤维增强聚合物混凝土的混合搅拌 |
3.2.2 纤维增强聚合物混凝土拌合物的振动密实 |
3.3 纤维增强聚合物混凝土产品的养护 |
3.4 脱模剂的选择 |
3.4.1 脱模机理 |
3.4.2 常用的脱模剂 |
3.5 纤维增强聚合物混凝土机械基础件的设计 |
3.5.1 机械基础件的结构设计 |
3.5.2 金属预埋件的设计 |
3.5.3 模具的设计 |
3.6 纤维增强聚合物混凝土的机械加工 |
3.7 本章小结 |
第4章 纤维增强聚合物混凝土的界面作用机理 |
4.1 复合材料的界面描述 |
4.2 纤维增强聚合物混凝土的界面作用机理 |
4.2.1 玻璃纤维和环氧树脂基体的界面机理 |
4.2.2 碳纤维和环氧树脂基体的界面 |
4.2.3 花岗岩骨料和环氧树脂基体的界面 |
4.3 本章小结 |
第5章 纤维增强聚合物混凝土的阻尼机理 |
5.1 纤维增强聚合物复合材料的阻尼模型 |
5.2 纤维增强聚合物混凝土的阻尼机理 |
5.2.1 花岗岩骨料与环氧树脂基体界面的阻尼 |
5.2.2 花岗岩骨料颗粒的级配引起的阻尼 |
5.3 纤维增强聚合物混凝土阻尼性能的建模 |
5.4 纤维增强聚合物混凝土阻尼比影响因素的试验 |
5.4.1 试验因素对玻璃纤维增强聚合物混凝土阻尼比影响的正交试验 |
5.4.1.1 试验方案的确定 |
5.4.1.2 玻璃纤维增强聚合物混凝土试样阻尼比的测定 |
5.4.1.3 试验结果的分析与讨论 |
5.4.2 纤维种类对纤维增强聚合物混凝土阻尼比影响的正交试验 |
5.4.2.1 试验方案设计 |
5.4.2.2 试验结果及分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 纤维增强聚合物混凝土力学性能的研究 |
6.1 玻璃纤维增强聚合物混凝土力学性能的试验研究 |
6.1.1 试验方案的确定 |
6.1.2 抗压强度的测试 |
6.1.3 试验结果分析 |
6.2 不同纤维增强聚合物混凝土力学性能的试验研究 |
6.2.1 试验方案的确定 |
6.2.2 抗压强度的测量 |
6.2.3 试验结果分析与讨论 |
6.3 纤维增强聚合物混凝土的应用 |
6.4 机械加工设备床身动态性能的计算机仿真 |
6.4.1 机床床身结构的简化及有限元模型的建立 |
6.4.2 机床床身的动态性能仿真 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文及专利 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
英文论文 |
(5)模内微装配组装成型运动副精密控性理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 模内微装配组装成型技术及研究进展 |
1.2.1 模内微装配成型技术介绍 |
1.2.2 模内微装配组装成型技术的进展 |
1.3 内聚力模型 |
1.3.1 断裂力学 |
1.3.2 内聚力模型张开应力-位移法则及损伤起始判据 |
1.3.3 损伤演化 |
1.3.4 内聚力模型的实现 |
1.4 复合材料界面裂纹扩展研究进展 |
1.5 研究内容 |
第2章 模内微装配成型及内聚力模型的基本理论 |
2.1 基本假设 |
2.2 二次成型熔体流动过程中的控制方程 |
2.2.1 连续性方程 |
2.2.2 动量方程 |
2.2.3 能量方程 |
2.3 本构模型 |
2.3.1 聚合物熔体黏度本构模型 |
2.3.2 热黏弹性本构模型 |
2.4 聚合物熔体固化理论模型 |
2.5 聚合物材料应力松弛理论模型 |
2.6 内聚力模型的本构 |
2.7 边界条件 |
2.8 本章小结 |
第3章 模内微装配成型微装配界面的脱粘剥离特性 |
3.1 运动副微装配界面脱粘剥离特性的模拟 |
3.2 数值模拟条件 |
3.3 二次熔体注射温度对接触界面形貌的影响 |
3.4 界面脱粘剥离断裂韧性参数对界面熔接粘附脱粘剥离特性的影响 |
3.4.1 材料属性的赋予 |
3.4.2 运动副界面裂纹损伤起始条件及损伤演化准则 |
3.4.3 接触类型以及边界条件 |
3.4.4 断裂韧性参数的选择 |
3.4.5 界面断裂韧性参数对脱粘剥离特性的影响 |
3.5 运动副界面脱粘剥离断裂韧性参数的实验测定 |
3.6 注射温度对材料副界面脱粘剥离特性的影响 |
3.7 本章小结 |
第4章 模内微装配成型二次充填熔体应力松弛特性 |
4.1 有限元模型的建立 |
4.2 材料参数及接触属性的设定 |
4.2.1 材料属性 |
4.2.2 LDPE材料prony级数参数的确定 |
4.2.3 边界条件、接触类型以及时间步的设定 |
4.3 微装配运动副界面收缩自紧松弛演化规律 |
4.4 本章小结 |
第5章 模内微装配成型微装配界面可运动性能实验研究 |
5.1 微型机械模内组装成型实验平台 |
5.2 运动副界面熔接粘附脱粘驱动力测量装置 |
5.3 模内微装配成组装型运动副界面脱粘剥离特性研究 |
5.3.1 不锈钢/LDPE运动副界面脱粘剥离特性研究 |
5.3.2 不锈钢/HDPE运动副界面脱粘剥离特性研究 |
5.3.3 不锈钢/ABS运动副界面脱粘剥离特性研究 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 进一步的工作方向 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(6)超声辅助复合材料层间增强及力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 CFRP复合材料层间增韧技术的国内外研究现状 |
1.2.1 树脂基体增韧 |
1.2.2 层间增韧 |
1.2.3 纳米修饰碳纤维 |
1.2.4 Z向结构增韧 |
1.3 纤维/金属叠层复合材料界面增强技术的研究现状 |
1.4 课题主要研究的内容 |
第二章 复合材料增强增韧理论分析 |
2.1 纤维增强复合材料界面的基本理论 |
2.1.1 界面间作用 |
2.1.2 界面粘结理论 |
2.2 纤维增强复合材料增韧机理 |
2.2.1 基体增韧 |
2.2.2 界面增韧 |
2.2.3 纤维结构、形式的优化及混杂增韧 |
2.2.4 界面粘附增韧机理 |
2.2.5 桥接拔出和诱导裂纹偏转增韧机理 |
2.3 复合材料增韧影响因素 |
2.4 本章小结 |
第三章 超声增强CFRP复合材料层间断裂韧性及力学性能研究 |
3.1 超声增强CFRP复合材料层间断裂韧性实验 |
3.1.1 实验材料及试件制备 |
3.1.2 超声预处理 |
3.1.3 力学性能测试实验 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 超声预处理增强层合板层间强度 |
3.2.2 超声预处理对碳纤维层合板拉伸性能的影响 |
3.2.3 试件侧面形貌分析 |
3.2.4 层间断裂形貌分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 纳米颗粒与超声辅助协同增强CFRP层合板层间韧性 |
4.1 纳米颗粒与超声辅助协同增强CFRP层合板层间韧性实验 |
4.1.1 纳米颗粒溶液制备 |
4.1.2 层合板试件制备 |
4.1.3 层间剪切强度力学性能测试 |
4.2 层间力学性能实验结果与分析 |
4.3 微观形貌分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 超声增强Al/CFRP层合板界面强度及力学性能研究 |
5.1 超声增强Al/CFRP层合板界面强度实验 |
5.1.1 试件制备 |
5.1.2 超声预处理 |
5.1.3 断裂韧性力学性能测试 |
5.2 实验结果与分析 |
5.2.1 超声预处理时间比较与分析 |
5.2.2 超声预处理功率比较与分析 |
5.3 微观形貌分析 |
5.3.1 不同超声预处理时间 |
5.3.2 不同超声预处理功率 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究的主要结论 |
6.2 未来工作的展望 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(7)LIGA技术制作高性能微电子机械模具及其脱模性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 微电子机械系统(MEMS) |
1.1.1 MEMS简介 |
1.1.2 聚合物基MEMS的应用和发展 |
1.1.3 聚合物基MEMS的加工方法 |
1.2 LIGA技术制作MEMS模具 |
1.2.1 现有的MEMS模具制作技术 |
1.2.2 LIGA的模具制作技术 |
1.2.3 LIGA模具制作技术的优势 |
1.2.4 LIGA技术不足及研究进展 |
1.3 热模压成型技术 |
1.3.1 现有的塑铸技术 |
1.3.2 热模压成型技术 |
1.3.3 热模压成型技术的应用和发展 |
1.3.4 热模压成型脱模过程的研究现状 |
1.4 本文完成的主要工作 |
参考文献 |
第二章 脱模过程的脱模力分析及模具的设计 |
2.1 脱模过程的摩擦问题 |
2.1.1 微摩擦理论基础 |
2.1.2 脱模力的组成 |
2.2 表面粘着力的分析 |
2.2.1 表面弹性接触的基本理论 |
2.2.2 表面粘着力的估算公式 |
2.2.3 表面粘着力对脱模过程的影响 |
2.3 脱模过程的热收缩力分析 |
2.3.1 热收缩应力分析 |
2.3.2 热收缩应力的有限元计算 |
2.3.3 热应力阻隔器的设计 |
2.4 模具的设计 |
2.4.1 T型微结构的脱模过程分析算例 |
2.4.2 高性能MEMS模具的设计及制作方案 |
本章小结 |
参考文献 |
第三章 同步辐射X射线深度光刻技术 |
3.1 掩模的制作工艺 |
3.1.1 掩模的基本制作原理 |
3.1.2 掩模的制作工艺 |
3.2 X射线深度光刻工艺 |
3.2.1 样品的制备工艺 |
3.2.2 曝光工艺 |
3.2.3 显影工艺 |
3.3 光刻工艺研究 |
3.3.1 X射线深度光刻显影速率的研究 |
3.3.2 X射线深度光刻的图形粘附性研究 |
3.3.3 紫外光刻(UV-LIGA)技术 |
本章小结 |
参考文献 |
第四章 精密微电铸技术 |
4.1 金属镍(Ni)模具的制作 |
4.1.1 电铸技术基本原理 |
4.1.2 高深宽比精密微电铸特性 |
4.1.3 NSRL的微电铸工艺 |
4.1.4 金属镍模具的微电铸工艺研究 |
4.2 Ni-PTFE复合模具的制作 |
4.2.1 Ni-PTFE复合微电铸原理 |
4.2.2 Ni-PTFE复合微电铸工艺 |
4.2.3 Ni-PTFE模具的复合微电铸工艺研究 |
4.3 Ni与Ni-PTFE模具的制作结果 |
4.3.1 形貌学及成分分析 |
4.3.2 侧壁粗糙度测量 |
4.3.3 摩擦系数的测量 |
本章小结 |
参考文献 |
第五章 模具脱模性能研究 |
5.1 真空热模压成型技术 |
5.1.1 实验设备 |
5.1.2 真空热模压成型工艺 |
5.2 脱模工艺研究 |
5.2.1 热塑性聚合物材料 |
5.2.2 PMMA的力学状态及力学性能 |
5.2.3 脱模工艺的优化 |
5.3 Ni与Ni-PTFE模具的脱模性能 |
5.3.1 高宽比微结构的脱模研究 |
5.3.2 模具连续模压寿命的研究 |
本章小结 |
参考文献 |
第六章 论文总结 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
(8)环氧树脂及尼龙66基复合材料的摩擦磨损性能(论文提纲范文)
提要 |
第1章 绪论 |
1.1 选题目的与意义 |
1.2 摩擦学研究及发展趋势 |
1.2.1 摩擦学研究的历史概况 |
1.2.2 摩擦学的研究发展趋势 |
1.2.3 微观摩擦学的发展 |
1.2.4 摩擦材料的发展 |
1.3 聚合物材料的摩擦学 |
1.3.1 聚合物磨损的分类 |
1.3.2 影响聚合物磨损的因素 |
1.3.3 聚合物材料的干摩擦理论 |
1.4 树脂基复合材料的摩擦学研究现状 |
1.4.1 环氧树脂简介及其发展 |
1.4.2 环氧树脂的增韧 |
1.4.3 环氧树脂复合材料的摩擦学研究现状 |
1.4.4 尼龙66 的结构与性能 |
1.4.5 尼龙复合材料的摩擦磨损研究现状 |
1.5 摩擦学的仿真研究 |
1.5.1 摩擦学仿真研究的发展 |
1.5.2 有限元分析的基本思想 |
1.6 本论文主要研究内容 |
第2章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 环氧树脂及其纳米复合材料的制备 |
2.1.2 尼龙66 及其复合材料的制备 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 环氧树脂及其纳米复合材料的实验方法 |
2.2.2 尼龙66 及其复合材料的实验方法 |
2.2.3 尼龙及其复合材料的微观磨损方法 |
2.2.4 尼龙66 有限元分析方法 |
2.3 本章小结 |
第3章 环氧树脂/橡胶纳米复合材料的摩擦磨损性能 |
3.1 引言 |
3.2 环氧树脂/橡胶纳米复合材料的摩擦磨损 |
3.2.1 摩擦磨损性能 |
3.2.2 磨损表面的显微硬度 |
3.2.3 磨损表面形貌分析 |
3.2.4 磨损表面化学变化分析 |
3.2.5 红外谱图分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 环氧树脂/聚脲复合材料的摩擦磨损性能 |
4.1 前言 |
4.2 环氧树脂/聚脲复合材料的摩擦磨损 |
4.2.1 摩擦磨损性能 |
4.2.2 磨损表面形貌分析 |
4.2.3 红外谱图分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 尼龙66 及其复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能 |
5.1 引言 |
5.2 填料混合顺序对尼龙66 纳米复合材料摩擦磨损性能的影响 |
5.2.1 磨损时间的影响 |
5.2.2 接触载荷的影响 |
5.2.3 磨损表面形貌分析 |
5.2.4 X 射线衍射(XRD)分析 |
5.3 尼龙66 及其复合材料干滑动摩擦磨损行为的研究 |
5.3.1 磨损时间的影响 |
5.3.2 接触载荷的影响 |
5.3.3 磨损表面形貌分析 |
5.4 转移膜分析 |
5.4.1 转移膜形貌分析 |
5.4.2 转移膜的化学变化分析 |
5.5 尼龙66 复合材料的微观结构分析 |
5.5.1 X 射线衍射(XRD)分析 |
5.5.2 TEM 分析 |
5.6 尼龙66 及其复合材料摩擦过程中的热效应 |
5.6.1 尼龙66 及其复合材料的热物理性能 |
5.6.2 尼龙66 及其复合材料的降解过程与降解动力学 |
5.6.3 尼龙66 摩擦过程中的接触温度的获得 |
5.7 本章小结 |
第6章 尼龙66 及其复合材料在水润滑条件下的摩擦磨损性能 |
6.1 引言 |
6.2 填料混合顺序对尼龙66 纳米复合材料摩擦磨损性能的影响 |
6.2.1 磨损时间的影响 |
6.2.2 接触载荷的影响 |
6.2.3 磨损表面形貌分析 |
6.3 尼龙66 及其复合材料水润滑摩擦磨损行为的研究 |
6.3.1 磨损时间的影响 |
6.3.2 接触载荷的影响 |
6.3.3 磨损表面形貌分析 |
6.4 分析和讨论 |
6.5 本章小结 |
第7章 尼龙66 及其复合材料微观摩擦学性能研究 |
7.1 引言 |
7.2 尼龙66 及其复合材料的微观摩擦磨损行为 |
7.2.1 法向载荷对尼龙66 及其复合材料摩擦系数的影响 |
7.2.2 法向载荷对尼龙66 及其复合材料体积磨损率的影响 |
7.2.3 滑动速度对尼龙66 及其复合材料摩擦系数的影响 |
7.2.4 滑动速度对尼龙66 及其复合材料体积磨损率的影响 |
7.2.5 磨损时间对尼龙66 及其复合材料摩擦系数的影响 |
7.3 微观磨损表面的观察与分析 |
7.4 本章小结 |
第8章 结论 |
参考文献 |
攻博期间发表的学术论文和参加的项目 |
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
(9)界面性能对芳纶/环氧复合材料冲击能量吸收影响的研究(论文提纲范文)
第一章 引言及文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 文献综述 |
1.2.1 界面粘结性能研究进展 |
1.2.2 纤维增强复合材料低速冲击性能研究进展 |
1.3 本课题的研究目的及内容 |
第二章 芳纶/环氧界面性能 |
2.1 用等离子体对芳纶纤维进行表面处理 |
2.2 等离子体处理对芳纶纤维拉伸性能的影响 |
2.2.1 试验条件与方法 |
2.2.2 等离子体处理对芳纶纤维拉伸性能的影响 |
2.2.3 对纤维拉伸试验数据的统计分析 |
2.3 等离子体处理对界面粘结强度的影响 |
2.3.1 试验方法与步骤 |
2.3.2 单纤维抽拔试验结果 |
2.3.3 等离子体处理对界面剪切强度的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 复合材料试样的设计与制作 |
3.1 材料的选取 |
3.1.1 增强纤维的选取 |
3.1.2 基体的选取 |
3.2 复合材料的结构设计 |
3.2.1 纤维体积含量的设计 |
3.2.2 纤维缠绕密度与缠绕层数的设计 |
3.3 复合材料试样的制作 |
3.3.1 对纤维进行表面处理 |
3.3.2 制作复合材料试样 |
3.3.3 纤维体积含量的测试 |
3.3.4 复合材料试样尺寸加工 |
3.4 本章小结 |
第四章 复合材料的低速冲击性能 |
4.1 试验条件与方法 |
4.2 复合材料低速冲击损伤机理分析 |
4.2.1 材料低速冲击损伤过程分析 |
4.2.2 复合材料低速冲击能量吸收机理分析 |
4.3 界面粘结强度对复合材料冲击性能的影响 |
4.3.1 材料和试验参数对冲击性能的影响机理 |
4.3.2 界面粘结强度对复合材料冲击性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结 |
5.1 课题的研究结果 |
5.2 课题存在的问题 |
5.3 课题展望 |
参考文献: |
附录1 芳纶纤维拉伸性能的测试结果 |
附录2 芳纶/环氧界面剪切强度测试结果 |
(10)SiC/Al界面韧性的四点弯曲实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 SiC_p-Al复合材料的制备工艺 |
1.3 复合材料的界面 |
1.3.1 界面的定义 |
1.3.2 界面的结合机制 |
1.3.3 界面的结构 |
1.3.4 界面的润湿现象 |
1.3.5 界面反应 |
1.4 SiC/Al界面结构与性能的优化手段 |
1.4.1 涂层处理 |
1.4.2 酸洗处理 |
1.4.3 高温氧化处理 |
1.4.4 其他处理方式 |
1.5 颗粒增强金属基复合材料界面性能的研究进展 |
1.6 本文的研究意义和主要内容 |
第二章 四点弯曲方法在界面性能研究中的应用 |
2.1 前言 |
2.2 界面的韧性 |
2.3 界面韧性的测试方法 |
2.3.1 拉伸测试 |
2.3.2 鼓泡法 |
2.3.3 双悬臂梁测试 |
2.3.4 压痕法 |
2.4 四点弯曲方法 |
2.4.1 四点弯曲测试方法介绍 |
2.4.2 四点弯曲方法测量界面韧性 |
2.4.3 四点弯曲实验的工艺及样品尺寸的设计 |
2.5 本章小结 |
第三章 SiC-Al复合材料的制备及SiC表面处理 |
3.1 前言 |
3.2 实验材料和实验方法 |
3.3 SiC的表面处理方式及SiC-Al双层材料的制备 |
3.3.1 SiC表面处理 |
3.3.2 SiC-Al双层材料样品的制备 |
3.3.3 表征手段 |
3.4 SiC表面组织结构分析 |
3.4.1 SiC表面处理前后SEM形貌观察 |
3.4.2 SiC表面AFM分析 |
3.4.3 SiC表面的成分分析 |
3.5 SiC-Al复合材料微观结构分析 |
3.5.1 SiC-Al复合材料的显微组织 |
3.5.2 不同SiC表面处理对于界面结构的影响 |
3.5.3 SiC-Al复合材料界面的结构与成分分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 四点弯曲法表征不同表面处理状态下SiC-Al复合材料的界面性能 |
4.1 前言 |
4.2 试样制备及测试方法 |
4.2.1 SiC-Al双层材料的制备 |
4.2.2 四点弯曲测试过程 |
4.2.3 实验表征方法 |
4.3 SiC/Al界面韧性的测量 |
4.3.1 四点弯曲测试尺寸的优化设计 |
4.4 SiC表面处理对SiC-Al复合材料界面性能的影响 |
4.4.1 典型的载荷-位移曲线 |
4.4.2 SiC表面处理对SiC-Al复合材料界面韧性的影响 |
4.5 SiC表面处理对SiC-Al复合材料断口形貌的影响 |
4.5.1 原始态SiC-Al复合材料的断口形貌 |
4.5.2 SiC高温氧化处理对断口形貌的影响 |
4.5.3 SiC酸洗处理对断口形貌的影响 |
4.6 讨论 |
4.7 本章小结 |
第五章 结论和展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、脆性聚合物的粘着功和断裂能(论文参考文献)
- [1]脆性聚合物的粘着功和断裂能[J]. 李联欢. 固体润滑, 1983(04)
- [2]沥青-集料界面相力学行为数值模拟[D]. 韩玮. 合肥工业大学, 2020(02)
- [3]Al2O3基微纳复合陶瓷刀具材料及其切削性能研究[D]. 刘维民. 山东大学, 2013(04)
- [4]纤维增强聚合物混凝土及其界面与阻尼机理研究[D]. 白文峰. 山东大学, 2009(05)
- [5]模内微装配组装成型运动副精密控性理论研究[D]. 李虎. 南昌大学, 2020(01)
- [6]超声辅助复合材料层间增强及力学性能研究[D]. 侯思宇. 天津工业大学, 2021(01)
- [7]LIGA技术制作高性能微电子机械模具及其脱模性能的研究[D]. 郭育华. 中国科学技术大学, 2007(03)
- [8]环氧树脂及尼龙66基复合材料的摩擦磨损性能[D]. 胡海霞. 吉林大学, 2008(11)
- [9]界面性能对芳纶/环氧复合材料冲击能量吸收影响的研究[D]. 赵晓. 东华大学, 2004(03)
- [10]SiC/Al界面韧性的四点弯曲实验研究[D]. 孔亚茹. 上海交通大学, 2016(03)