一、钛酸钾晶须填充新型PPESK的性能及形态研究(论文文献综述)
郭海涛[1](2020)在《全降解高模量聚乳酸/碳酸钙晶须复合材料的制备与性能研究》文中研究表明聚乳酸(PLA)是一种生物降解材料,具有良好的力学性能、生物相容性以及易于加工等优点,在包装材料、生物医学材料、3D打印材料等领域具有广泛的应用前景。但在一些力学性能要求较高的地方,其制品的强度和模量仍然不足。通过添加碳纤维、玻璃纤维等增强材料虽可制备高强度高模量的聚乳酸复合材料,但又失去了生物可降解性。碳酸钙晶须是近些年来逐渐发展起来的新型无机晶须填料,呈针状结构,具有高强度、高模量、原料来源广泛且成本低廉、无毒、可完全降解、良好的生物活性等优点。但目前制备合成的碳酸钙晶须的长度或长径较小,增强效果不理想。因此本文首先从碳酸钙晶须的制备入手,通过调控合成工艺条件制备大长度和高长径比碳酸钙晶须,然后通过调控碳酸钙晶须的定向排列,制备高模量聚乳酸复合材料。本论文采用碳化法制备了长度和长径比都较大的碳酸钙晶须,探究了镁钙离子浓度比、搅拌速度、通气速率及方式和反应温度等对碳酸钙晶须的长度及长径比的影响。研究结果表明,在以Ca(OH)2为原料Mg Cl2?6H2O为晶型控制剂的反应体系中,碳酸钙晶须的最佳制备条件为c Mg2+:c Ca2+=2,反应温度80℃,起始搅拌速度为180 rpm通气2 h后改变搅拌速度至150 rpm,起始通气速率为4 ml/min,当体系p H=7.40时改变通气速率至10 ml/min,此时制备的碳酸钙晶须的平均长度达到98.8μm,平均长径比可达27.9。然后我们采用溶液纺丝、定向铺叠后热压的方法方便地制备了碳酸钙晶须定向排列的聚乳酸复合材料,结果表明,晶须含量为20%时,晶须沿铺叠方向的平均取向度达到0.94,材料的弯曲模量可达7GPa,是纯聚乳酸的近2倍,当晶须含量超过20%后,晶须在体系中取向度下降,力学性能也有所下降。晶须表面经过偶联剂处理后,复合材料的无缺口冲击强度可大大提高,可达到21.9 KJ/m2。此外,通过改变铺叠方式,可以得到各向同性的复合材料。
陈银杰[2](2020)在《氧化物改性钛酸盐晶须及与酚醛树脂的复合和性能》文中研究说明酚醛树脂(PF)由于其优异的热稳定性、高残炭率和优异的耐溶剂性而被用作制备摩擦材料的基体,然而酚醛树脂基摩擦材料的应用由于相对差的耐磨性受到限制。钛酸盐晶须具有优异的力学及耐磨损性能,是高分子基体良好的增强材料之一。本论文使用氧化铝和二氧化硅改性钛酸盐晶须并与酚醛树脂复合,主要研究了酚醛树脂/钛酸盐晶须复合材料的力学性能和摩擦性能。使用氧化铝和二氧化硅双无机氧化物先后改性钛酸盐晶须,并以二氧化硅改性钛酸盐晶须和未改性晶须作为对照。将所得晶须按照不同比例和酚醛树脂混合均匀,通过模压成型工艺,制备了酚醛树脂/钛酸盐晶须复合材料。复合材料断面形貌表明双无机氧化物改性改善了晶须在基体中的分散性,增强了界面附着力,有利于提高复合材料的力学性能和摩擦性能。晶须加入后,复合材料的密度、硬度和热分解温度均增加。力学性能结果表明,氧化铝和二氧化硅改性晶须填充的复合材料弯曲强度最高达到91.7±2.7 MPa,压缩强度最大值为257.0±6.8 MPa,相较于PF分别提高了29.2%和5.8%。摩擦性能结果表明,含有7.5 wt%的双无机氧化物改性晶须时,复合材料的磨损率降低至0.49×10-5 mm3/Nm,显着低于酚醛树脂的磨损率(4.79×10-5 mm3/Nm)。此外,晶须的加入也提高了复合材料的摩擦稳定性。磨损表面SEM照片表明,PF的磨损机制为疲劳磨损,而晶须填充的复合材料显示磨粒磨损和轻微的疲劳磨损。光学显微镜照片显示,晶须加入后,复合材料磨损表面上的凹槽深度变浅,有利于提高耐磨性。
佟毅[3](2020)在《改性硼酚醛树脂/玄武岩纤维复合材料的制备及工艺研究》文中认为为解决海水管路与仪表装置中的电偶腐蚀问题,寻找到金属连接件替代材料,纤维增强树脂基复合材料被广泛研究和开发。本研究采用玄武岩纤维(BF)作为增强体并选取了同样具有耐高温性能及较好力学性能的硼酚醛树脂(BPF)作为基体,采用钛酸钾晶须对树脂改性后,用模压工艺制备了钛酸钾晶须改性硼酚醛树脂/玄武岩纤维复合材料,研究了树脂基体及玄武岩纤维复合后的耐高温及力学性能,对纤维增强树脂基复合材料在海洋环境下的应用提供参考依据。实验采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热失重(TGA)、差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)等方法对树脂的组成和基团变化、热性能和表面形貌进行表征,并测试了复合材料的绝缘电阻率、力学性能以及高温烧蚀对复合材料性能的影响。文中采用水杨醇法制备了硼酚醛树脂,通过改变反应物比例确定了合成硼酚醛树脂较佳比例为苯酚:多聚甲醛:硼酸=1.0:1.6:0.33。通过改变树脂比例、固化时间并结合DSC曲线,确定了较佳模压成型工艺条件为树脂比例42%,固化温度180℃,固化时间3小时。采用原位生成法制备了钛酸钾改性硼酚醛树脂,并与玄武岩纤维结合制备复合材料,确定了钛酸钾晶须的较佳添加量为4%。钛酸钾晶须将玄武岩纤维和硼酚醛树脂基体的复合由二维连接变成三维连接,从而有效地改善了复合材料的机械性能,其最大拉伸强度和弯曲强度分别高达521 MPa和690 MPa,约为室温下碳钢强度的两倍,但经过高温烧蚀后,复合材料力学性能有所降低。该复合材料展现出了高绝缘性能,表面电阻率和体积电阻率均大于1016Ω·cm,将材料浸泡于海水中,绝缘电阻率在前三天急剧下降,在400 h后稳定在109Ω·cm。在经过800℃烧蚀后绝缘电阻率仍可以保持在1014Ω·cm以上。该复合材料在长效绝缘防腐材料方面具有潜在应用价值。
李庆蕾[4](2020)在《碳酸钙晶须制备工艺研究及优化》文中进行了进一步梳理碳酸钙晶须是一种人工合成的单晶材料,由于其原料价格低廉并且分布广泛,加上碳酸钙晶须本身晶体结构接近理想晶体,机械强度等力学性能也接近单晶的力学性能,加上其在白度、耐热性、耐磨性等方面的性质优于一般材料,因此在很多领域有着很好的应用前景。碳酸钙晶须的工业化生产在国外如日本、欧美比较成熟,而我国碳酸钙晶须的工业化生产还很不成熟,依旧停留在实验室制备阶段,主要存在纯度较低、成本高等方面的问题。因此本研究中主要研究碳酸钙晶须制备过程中重要的影响因素以及对现有的制备工艺进行优化,从而制备出具有更高纯度以及在循环母液制备过程中参数更稳定的晶须,为工业化生产碳酸钙晶须提供理论基础和技术支持。本论文中用氯化镁作为晶型控制剂,并采用目前技术最为成熟且最有望实现工业化生产的碳化法来进行碳酸钙晶须的制备。在实验室阶段,首先研究了碳酸钙晶须生长三阶段历程,并分析了镁离子在晶须生长过程中的重要作用,发现反应过程中生成的氢氧化镁对于碳酸钙晶须的制备起着重要的凝聚晶核、控制晶型以及通过降低体系中碳酸钙过饱和度来提升纯度的作用。此外,本论文通过对碳酸钙晶须生长历程的分析,找到了改善晶须生长、提升纯度的工艺优化方法。一种方法是在通过在反应后期补加一定量氢氧化钙悬浮液,促进文石相晶须后期阶段的继续生长,来提升文石相晶须的相对含量从而提高晶须纯度,具体研究了氢氧化钙补加量对于碳酸钙晶须的长径比及纯度的影响。另外一种方法是采用气体分散器改善CO32-分散性,相较传统通气管通气,气体分散器可以使气体以小气泡的形式进入到体系中,使得气体分子具有更大的液气界面能从而促进其传质及扩散,抵消管通气方式导致的局域过饱和度过高的问题,从而提升晶须纯度,研究了不同孔径气泡石作为气体分散器制备晶须的纯度。另外循环母液制备晶须过程中由于碳化结束得到的母液并不是理想的氯化镁溶液,存在Ca2+残留以及Mg2+流失,因此对母液进行镁钙离子含量的滴定以及相应的补加,达到最佳的离子浓度对于循环制备的晶须纯度可以起到稳定作用,因此研究了滴定及补加的方法提高循环母液制备晶须的纯度及长径比的稳定性。通过采用上述两种工艺优化方法,最终将碳酸钙晶须的纯度提高到99.5%以上,并且采用循环母液制备的晶须纯度稳定,母液10次循环制备的晶须纯度也稳定在99.5%以上。此外,以实验室阶段制备晶须的工艺优化结果为基础,本论文还将碳酸钙晶须的制备放大到工业小试的规模,小试阶段采用循环母液制备碳酸钙晶须,母液进行了12次循环,制备出纯度高于96%,产率大于93%,长径比稳定的晶须,符合市场需要。
王立伟[5](2019)在《油田用碳纤增强杂萘联苯聚芳醚复合材料及其工程化研究》文中认为当前,碳纤维增强树脂基复合材料在采油装备上应用较少,主要因为采油领域工作环境复杂,复合材料用树脂基体难以达到使用要求,尤其是高温采油领域,随着采油井井深增加及部分稠油井开采,井下采油温度不断提高、腐蚀性更强。因此,需要深入研究碳纤维复合材料树脂基体,以提高复合材料采油装备的耐温性能、耐腐蚀性能、高温环境下的力学性能等。杂萘联苯型聚芳醚树脂玻璃化温度为250℃~310℃,耐高温、可溶解,综合性能优异,可以作为耐温型多官能团环氧树脂及其连续碳纤维(CF)复合材料的增韧改性剂。利用杂萘联苯型聚芳醚树脂改性高温型环氧树脂应用于碳纤维抽油杆拉挤,既保持了碳纤维抽油杆的耐温性能,同时又提高其耐冲击和耐应力开裂性;同时,将碳纤维增强杂萘联苯型聚芳醚树脂用于制造抽油杆扶正器,提高抽油杆扶正器的高温抗磨损性能,可以解决目前高温深井及稠油井用金属扶正器因不耐腐蚀导致使用周期短的问题,同时实现减重节能。本文主要研究了连续碳纤维增强杂萘联苯型聚芳醚树脂改性多官能团环氧树脂基复合材料,采用连续拉挤成型工艺制备碳纤维增强复合材料抽油杆;研究了短切碳纤维增强杂萘联苯型聚芳醚树脂基复合材料,并制备了耐高温、耐磨抽油杆扶正器;研究了抽油杆接头粘结用杂萘联苯型聚芳醚树脂基粘合剂;并在油田进行了实际应用效果考核评价。具体研究内容如下:一、4-(4-羟基-苯基)-2H-二氮杂萘-1-酮(DHPZ)与4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二氟二苯酮和2,6-二氟苯腈经溶液亲核取代逐步聚合反应合成了聚合物PPENSK,通过调控封端剂结构制备了氨基封端杂萘联苯聚芳醚腈砜酮(A-PPENSK)和环氧封端的杂萘联苯聚芳醚腈砜酮(E-PPENSK)。研究了 A-PPENSK/E-PPENSK双组份粘合剂,系统研究了 A-PPENSK和E-PPENSK的分子量及二者之间的配比对粘合剂性能的影响,从而筛选出最佳粘合剂配方。结果表明:A-PPENSK/E-PPENSK粘合剂的玻璃化转变温度(Tg)值大于300℃,5%热失重温度为480℃,高温800℃下残碳率为62%。在室温、350℃、400℃下粘接剪切强度分别为48.7MPa、30.2MPa和24.6MPa,表现出优异的耐温性能。将其应用于粘接碳纤维增强树脂基复合材料抽油杆杆体和金属接头,整体拉断力大于300kN,百万次疲劳实验后强度保持率达到90%,批量粘接应用证明A-PPENSK/E-PPENSK粘合剂稳定性优异,满足油田长周期使用要求。二、以短切碳纤维为增强体,采用双螺杆挤出造粒工艺制备碳纤维增强PPESK/PPBESK树脂基复合材料、并制备了抽油井用扶正器。研究了 PPESK和PPBESK的分子链结构对其流变性能和耐热性能的影响,根据试验环境以及注塑加工成型工艺要求,确定了 PPESK分子链结构为PPESK8020,即砜酮比为8:2,PPBESK的分子链结构为PPBESK3505,即联苯结构与二氮杂萘酮结构的摩尔比为65:35,砜酮比为95:5,并且m(PPESK8020):m(PPBESK3505)=3:7时较适合注塑成型工艺,且二者具有较好的相容性。系统研究了碳纤维含量对CF/PPESK/PPBESK体系的力学性能和加工性能的影响,当碳纤维含量为25%时,所制备的扶正器力学性能最高,摩擦系数最低,其磨损率显着低于金属材料扶正器。CF/PPESK/PPBESK复合材料主要性能指标为:拉伸强度≥150MPa,弯曲强度≥280MPa,热变形温度≥270℃,常温有油润滑后摩擦系数≤0.045。经油田实际应用考核,CF/PPESK/PPBESK复合材料扶正器可以在260℃高温下使用500天以上,扶正保护效果明显,平均使用寿命是金属材料扶正器3倍以上,可以替代目前油田使用的金属扶正器,服役于高温稠油井采油。三、采用PPESK增韧改性多官能团环氧树脂,通过溶液共混的方式,得到一系列PPESK/多官能团环氧树脂共混物,并制备CF/PPESK/多官能团环氧树脂基复合材料,讨论了碳纤维增强机理。结果表明,当PPESK用量为4%~6%时,共混树脂的拉伸强度变化较小,两种材料的相容性较好,且PPESK增韧后的多官能团环氧树脂玻璃化温度(Tg)提高了7℃。通过抗弯及疲劳性能测试,证实CF/PPESK/多官能团环氧树脂复合材料棒材的弯曲半径满足55D(Q/GDW10851-2016标准)要求,表层不开裂、不起皮,100万次疲劳测试后,复合材料棒材的强度保持率不低于90%,经90天强化老化后,强度保持率仍大于90%。四、研究了碳纤维增强高温树脂基复合材料抽油杆制造技术及质量影响因素,完成碳纤维增强高温树脂基抽油杆油田应用试验。分析了碳纤维高温树脂基抽油杆缺陷产生及影响质量的因素。制备的碳纤维增强高温树脂基复合材料抽油杆性能:拉伸强度≥1580MPa,层间剪切强度≥69MPa,接头屈服强度≥590MPa,玻璃化转变温度≥195℃。通过理论计算及实际井况分析,确定了碳纤维复合材料抽油杆下井作业流程;形成了碳纤维复合材料抽油杆/钢制抽油杆杆柱组合图版设计参照方法。通过优化杆柱组合设计使抽油系统效率平均提高12.2%,吨液耗电指标平均下降12.5kW·h/t。
张登辉[6](2019)在《3D打印纤维增强高分子复合材料的各向异性研究》文中提出3D打印技术是目前制造业研究的热点之一,由于3D打印材料和打印工艺的限制,导致3D打印的制品力学性能较低,限制了3D打印制品的应用。用纤维对3D打印材料进行增强改性时,发现纤维会在3D打印过程受到剪切力而取向,使得3D打印复合材料具有各向异性。本文采用熔融沉积和光固化两种成型方式分别制备了碳纤维增强聚乳酸复合材料和碳纳米管、晶须增强光敏树脂复合材料,研究两种3D打印方式中纤维取向机理以及复合材料的各向异性。主要研究内容如下:(1)采用熔融沉积3D打印技术制备了X、Y、Z三种不同构建取向的碳纤维/聚乳酸复合材料试样,研究了复合材料的力学性能以及摩擦学性能。结果表明:X、Y、Z三种构建取向试样的拉伸强度、冲击强度以及断裂伸长率都呈现X试样>Z试样>Y试样的趋势,X、Y、Z三个方向的滑动摩擦系数呈现X方向<Y方向<Z方向的趋势。分析认为,碳纤维沿打印方向取向以及熔丝界面结合力是导致复合材料具有各向异性的主要因素。(2)研究了熔融沉积3D打印机的不同打印参数对3种构建取向试样的力学性能的影响,以及热处理和微波处理对3D打印试样力学性能的影响。结果表明:随着打印温度升高,X试样的拉伸强度和冲击强度无明显变化,Y和Z试样的拉伸强度和冲击强度先增加后降低。随着层厚的增加,X和Z试样的拉伸强度和冲击强度逐渐降低,Y试样的拉伸强度和冲击强度逐渐升高。随着打印速度的增加,X试样的拉伸强度和冲击强度无明显变化,Y试样的拉伸强度和冲击强度先增大后降低,Z试样的拉伸强度和冲击强度则逐渐升高。X和Y试样经过热处理和微波处理后拉伸强度得到提高。分析认为,密度、界面结合力、熔丝表面的氧化程度是影响三个方向力学性能的主要因素。(3)采用光固化3D打印技术制备了水平和垂直两种构建取向的碳纳米管、钛酸钾晶须增强光敏树脂复合材料试样,研究了复合材料的光固化速度、力学性能以及摩擦学性能。结果表明:水平构建取向试样的拉伸强度、冲击强度和硬度均大于垂直构建取向的试样,且水平面的摩擦系数和磨损率均小于垂直面。分析认为,与熔融沉积3D打印不同,光固化3D打印时未固化的同质小分子与已成型表面具有一定的渗透和较好的结合能力,固化后层间结合强度与树脂本体相差不大,碳纳米管和晶须在平行于水平面取向是导致复合材料具有各向异性的主要因素。
温娜,刘涛,向斌,雷雅杰,罗世凯[7](2018)在《含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的研究进展》文中指出含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂是一类新型的高性能工程塑料,具备优于传统聚合物树脂的综合性能,如优异的力学性能、热学性能、热稳定性、溶剂溶解性等,而且,与其他高性能聚合物相比,此类塑料还具备更优的耐高温和可溶解性能,加工方式多样,性价比高,是制备高性能树脂基复合材料的理想基材,应用前景广阔。综述了含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的分子结构设计、合成、性能、改性及其在分离膜材料、电池隔膜材料、电绝缘材料、吸波材料、微孔材料、纳米纤维、医学领域的开发和应用,并对发展前景进行了展望。
张天一[8](2018)在《硼酸铝晶须的制备与表征》文中提出硼酸铝晶须生产成本较低,生产工艺简单,性能优异,有很大的市场应用前景。本论文分别采用助熔剂法和溶胶-凝胶法两种方法制备硼酸铝晶须,并利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、热重-差示扫描量热仪等仪器对合成产物的结构和形貌进行表征。分别以硫酸铝钾、硫酸铝铵和硫酸铝为铝源,硼酸为硼源,助熔剂为硫酸钾,利用助熔剂法合成了硼酸铝晶须。系统考察了铝源、反应温度、反应物配比对合成产物结构和形貌的影响,利用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜对产品的结构和形貌进行表征,并利用热重-差示扫描量热仪对反应前驱体进行了热分析,探究了其反应机理。研究表明,最佳的反应物为硫酸铝钾和硼酸,最佳工艺条件为:n(Al):n(B)=4:1,n(Al+B):n(K2SO4)=1:0.5,焙烧温度1200℃,保温时间2h。在此条件下制备出形貌均匀、长径比6~10的硼酸铝晶须。以九水合硝酸铝为铝源,硼酸为硼源,柠檬酸为表面活性剂,利用溶胶-凝胶法和高温焙烧合成了硼酸铝晶须。分别考察了反应温度、反应物配比对合成产物结构和形貌的影响,利用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜对产品的结构和形貌进行表征,并利用热重-差示扫描量热仪对干凝胶进行了热分析,探究了其反应机理。研究表明,最佳反应物配比为:n(Al):n(B)=1:4,n(Al+B):n(柠檬酸)=1:2,焙烧温度1300℃,保温时间2h。在此条件下得到了形貌均匀、长径比5~10的硼酸铝晶须。
吉政甲[9](2017)在《树脂基摩擦材料组分形态及其对摩擦性能影响研究》文中研究指明树脂基摩擦材料被广泛应用于交通运输和机械工业领域。随着交通运输和机械工业的飞速发展,对树脂基摩擦材料的要求也愈来愈严格。摩擦材料的摩擦磨损性能强烈依靠增强体和摩擦调节剂。研究新型组分材料,并调控摩擦磨损性能成为开发新型高性能摩擦材料重要的研究课题。增强体组分作为树脂基摩擦材料骨架的主要组成部分,对摩擦材料的各种性能均有重要影响。近年来,钛酸钾晶须因其绿色环保、硬度低、耐高温、耐磨损、优异的物理性能和力学性能、稳定的化学性能、优异的红外线反射能力而成为了研究热点。研究发现钛酸钾晶须的晶体结构、晶须形态等性质均对摩擦材料的摩擦性能产生重要影响。然而几乎没有文献关注钛酸钾晶须结晶度对摩擦材料摩擦磨损性能的影响,不同结晶度钛酸钾晶须增强树脂基摩擦材料的摩擦磨损机制方面依然还没有全面、深刻地认识。增摩组分作为树脂基摩擦材料的摩擦调节剂主要起到提高和稳定摩擦系数、提高抗衰退性能和恢复性能等作用。造粒氧化锆作为一种由硬质颗粒氧化锆组成的特殊结构的材料被认为是一种理想的增摩组分材料。材料组分的变化对摩擦层的结构和数量具有重要影响,不同的组分所形成的接触区的面积和数量是不同的。摩擦层是理解摩擦材料组分和摩擦磨损性能关系的桥梁。常用的摩擦模型基于等比尺寸的摩擦材料研究温度场和应力场,而实际上与对偶盘直接接触和作用的部分是摩擦层。基于此,本文从材料组分的角度出发,考察了钛酸钾晶须的含量、形貌和结晶度对摩擦磨损性能的影响,考察了造粒氧化锆的含量和结构对摩擦磨损性能的影响,探讨了钛酸钾晶须和造粒氧化锆对摩擦材料摩擦磨损性能的调控作用,采用PSI方法对摩擦材料综合性能进行评价和优化,采用有限元方法建立了摩擦层微观模型,探讨了摩擦表面上摩擦层尺寸和数量对温度场和应力场的影响。具体来说得到以下几方面的结论:1.采用水热法制备钛酸钾晶须,系统考察了反应物浓度、水热温度、水热时间和焙烧后处理对钛酸钾晶须形貌和物相的影响。结果表明:低浓度的反应物(10mol/L)有利于钛酸钾晶须的定向生长,而形成细长的钛酸钾晶须,并聚集成束状;高浓度的反应物(15 mol/L)抑制了钛酸钾晶须的定向生长,并且改变了钛酸钾晶须的聚集方式,使钛酸钾晶须聚集呈块状。水热反应温度的提高和水热反应时间的延长均有利于钛酸钾晶须结晶度和长径比的提高。焙烧后处理工序有利于得到高结晶度的高质量钛酸钾晶须。氢氧化钾浓度为10mol/L,反应温度为240oC,反应时间为24 h的条件下可得到形貌规整、长径比大于20、分散良好的钛酸钾晶须。经900oC焙烧后处理5 h后,钛酸钾晶须结晶度从13%增加到64%,被大大提高。所合成的钛酸钾晶须为K2Ti6O13,晶须沿着[110]方向生长。2.制备了钛酸钾晶须增强树脂基摩擦材料,考察了钛酸钾晶须对树脂基摩擦材料摩擦系数和磨损率的调控作用。结果表明:钛酸钾晶须含量过低不利于提高摩擦材料的抗磨损性,钛酸钾含量过高不利于摩擦系数适中和稳定,故钛酸钾晶须最佳含量为10%时,摩擦系数稳定性被提高37.5%,磨损率被降低32.4%,摩擦材料的综合性能最优。适当含量的钛酸钾晶须增强磨粒磨损,有效抑制摩擦表面黏着磨损的发生。钛酸钾晶须的形貌对摩擦磨损性能具有重要作用,选择具有一定长径比、分散良好的晶须增强摩擦材料,可以稳定摩擦系数和降低磨损率。高结晶度钛酸钾晶须能够提高摩擦材料的摩擦系数。在衰退测试过程中,低结晶度钛酸钾晶须对稳定摩擦系数更加有效;而在恢复测试过程中,高结晶度钛酸钾晶须对稳定摩擦系数更加有效。钛酸钾晶须有利于提高摩擦材料的抗磨损性能,并且高结晶度钛酸钾晶须比低结晶度钛酸钾晶须更加有效。高结晶度钛酸钾晶须的加入使摩擦材料的磨损率降低了23%。随着钛酸钾晶须结晶度的增加,所增强的摩擦材料的抗磨损性能也随之提高。钛酸钾晶须结晶度从13%增加到64%,摩擦材料磨损率被降低14.7%。这主要是因为高结晶度的钛酸钾晶须能够在摩擦表面形成更多稳定接触区。3.制备了造粒氧化锆增强树脂基摩擦材料,考察了造粒氧化锆对树脂基摩擦材料摩擦系数和磨损率的调控作用。结果表明:随着造粒氧化锆含量的增加,复合材料的摩擦系数先增大后减小。摩擦系数增大是因为硬质颗粒增加复合材料与对偶的刮擦,剪切应力最大程度地被转化为了摩擦输出;摩擦系数的减少可能主要是由于造粒氧化锆含量过大则在界面可形成“滚动”,减小了剪切作用。当造粒氧化锆含量为10%时,复合材料的摩擦系数最高,其摩擦系数范围为0.460.53,摩擦系数较参考样提高了13.7%,磨损率几乎与参考样相同。此时造粒氧化锆作为增摩组分使复合材料获得较大的摩擦系数。建立了树脂基摩擦材料性能决策矩阵,采用PSI方法评价了不同含量造粒氧化锆填充树脂基摩擦材料的综合性能,造粒氧化锆含量为10%时摩擦材料综合性能最优。造粒氧化锆能够调控不同树脂含量复合材料的摩擦磨损性能,起到减少摩擦系数波动、稳定摩擦系数和提高抗磨损率的作用。10%添加量的造粒氧化锆提高树脂含量为5%、10%和15%摩擦材料的摩擦系数和抗磨损率。4.基于实验基础,构建了摩擦层微观有限元模型,研究接触区数量和尺寸对温度场和应力场的影响。结果表明:在载荷为0.98 MPa,速度为490 r/min的条件下,接触区数量的越多,摩擦过程中摩擦材料与对偶材料两者接触界面上的温度越低。同样的载荷和速度条件下,接触区尺寸越大,则摩擦材料与对偶材料两者接触界面上的温度越低。在摩擦过程中,不同位置的接触区所形成的温度场不同,在摩擦方向最前端的接触区温度最高,越靠近摩擦材料中心的接触区温度越低。在每一个接触区上,最高温出现在沿着摩擦方向的最前端,并向后辐射而温度越来越低。接触区的数量和尺寸的增大,造成实际接触面积增大,这有利于接触区上应力的分散,摩擦过程中由于摩擦力做功所造成的界面温度升高就不明显,可以避免局部过热而造成对摩擦材料的破坏和磨损。摩擦过程前后应力场的对比表明实际接触面积越大,摩擦过程所造成的摩擦界面应力场变化越小。
华熳煜[10](2014)在《六钛酸钾晶须/聚醚醚酮复合材料力学、摩擦学性能及界面结合机理研究》文中进行了进一步梳理获得集优良力学、摩擦学性能于一体的新型减摩耐磨材料一直是材料领域研究的热点。聚合物基复合材料因具有摩擦系数小、磨损率低、耐腐蚀、质量轻等优点,被认为是最具有应用前景的减摩耐磨材料之一。复合材料的综合性能主要取决于基体、增强相,以及基体与增强相之间的界面。因此,本文通过合理选用基体与增强相材料、优化制备工艺参数,并在探明复合材料界面结合机理的基础上优化界面设计,从而实现复合材料力学及摩擦学性能的有效调控。对于高性能减摩耐磨材料的研究开发具有极为重要的指导意义。基于此,本文以具有优良摩擦学性能、力学性能和化学性能的聚醚醚酮(PEEK)作为复合材料的基体材料。选择具有高强度、高热稳定性、高性价比的六钛酸钾晶须(PTW)作为复合材料的增强相,采用挤出和注塑成型方法制备了PTW/PEEK复合材料。系统研究了PTW增强相及其表面改性对复合材料力学性能、摩擦学性能的影响及规律。结合原子、电子尺度的第一性原理计算方法探讨了基体与增强相的微观界面结合行为,以期能构建起包含界面结合强度与复合材料力学及摩擦学性能在内的相关模型。考察了晶须及其表面处理对PTW/PEEK复合材料力学性能的影响。结果表明:当晶须未经表面处理时,相对于未填充PEEK,复合材料的冲击性能有所下降,拉伸性能改善不明显;而晶须经KH550表面处理后,复合材料的力学性能有不同程度的提高,且随着晶须含量的增加而上升。当晶须含量为15wt%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和冲击强度相对于未增强PEEK分别提高了20.62%,20.45%,34.58%和73.68%。研究了PTW/PEEK复合材料的摩擦学性能。发现PTW的添加对复合材料的摩擦学性能具有改善效果,且晶须经偶联剂表面改性后,其改善效果尤为显着;当PTW的添加量为15wt%时,其摩擦系数和磨损量达到最低值,相对于未增强PEEK而言,两者分别降低了54%和68%;磨损表面形貌分析表明,适当含量晶须的添加,有助于PEEK基体抵抗犁削和磨粒磨损能力的增强,有效阻碍了基体与对偶件间粘着磨损的发生,从而提高了材料的耐磨性;在PTW/PEEK复合材料中添加一定量的聚四氟乙烯(PTFE),可进一步提高该复合材料的减摩性能。为探明PTW/PEEK复合材料的界面结合行为,采用第一性原理计算方法研究了PTW的微观晶体结构及其基本物性。发现K2Ti6O13晶体呈现一种由TiO6八面体通过共面和共棱连接的隧道状结构,且其具有很高的结构稳定性;电子结构分析发现,在K2Ti6O13内部,Ti-O间相互作用明显强于K-O,且Ti(d)和O(p)间较强的相互作用决定了该化合物的相结构稳定性;弹性性质计算表明,K2Ti6O13是一种高刚性脆性相,且其在剪切和压缩性能上具有较小的各向异性。在明确PTW基本物性基础上,采用第一性原理计算方法进一步考察了PTW/PEEK复合材料中的微观界面结合行为。结果表明:K2Ti6O13表面羟基的存在使硅醇在K2Ti6O13表面实现由物理吸附到化学吸附的转变,极大地增强了硅醇与K2Ti6O13的界面结合强度,提高了K2Ti6O13表面改性效果;电子结构分析表明:羟基之所以改善硅醇在K2Ti6O13表面的改性效果,主要归功于羟基与硅醇中的O(s)(p)轨道电子的作用;而PEEK与硅醇的结合是由PEEK链中的羰基与硅醇中的氨基通过亲核加成反应产生醇胺,随后生成亚胺的方式实现的。对界面结合状态对体系力学及摩擦学性能的影响机理进行了探索,基于力学理论分析,计算了界面剪切强度,很好地解释了界面强度对复合材料的力学性能的影响;借助摩擦能量理论,用表层材料断裂和疲劳断裂的分析,解释了界面强度对复合材料磨损性能的影响。建立了界面结合强度与复合材料力学性能和摩擦学性能的内在联系。本文研究结果将为高性能聚合物基减摩耐磨复合材料的界面设计及性能优化提供重要指导。
二、钛酸钾晶须填充新型PPESK的性能及形态研究(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、钛酸钾晶须填充新型PPESK的性能及形态研究(论文提纲范文)
(1)全降解高模量聚乳酸/碳酸钙晶须复合材料的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 碳酸钙晶须概述及其制备方法 |
1.1.1 可溶性钙盐与碳酸盐反应制备法 |
1.1.2 碳酸氢钙水热分解法 |
1.1.3 Ca(OH)_2—CO_2 气液反应合成法 |
1.1.4 尿素水解法 |
1.1.5 超重力反应结晶法 |
1.1.6 其他制备方法 |
1.2 碳酸钙晶须的应用 |
1.2.1 碳酸钙晶须在塑料领域的应用 |
1.2.2 碳酸钙晶须在摩擦材料中的应用 |
1.2.3 碳酸钙晶须在医学领域的应用 |
1.3 聚乳酸 |
1.3.1 聚乳酸的结构与性质 |
1.3.2 聚乳酸的应用 |
1.4 基于不同种类聚乳酸的增强材料 |
1.4.1 植物纤维增强材料 |
1.4.2 碳纤维和玻璃纤维增强材料 |
1.4.3 无机晶须增强材料 |
1.5 晶须增强可降解材料的研究进展 |
1.6 本论文研究的意义及内容 |
1.6.1 研究意义 |
1.6.2 研究内容 |
第2章 碳酸钙晶须的制备及工艺条件探究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器与设备 |
2.3 碳酸钙晶须的制备 |
2.4 碳酸钙晶须表征 |
2.4.1 偏光显微镜观察(POM) |
2.4.2 X射线衍射分析(XRD) |
2.5 结果与讨论 |
2.5.1 cMg~(2+):cCa~(2+)对碳酸钙晶须的影响 |
2.5.2 搅拌速度对碳酸钙晶须的影响 |
2.5.3 变速率通气方式对碳酸钙晶须的影响 |
2.5.4 反应温度对碳酸钙晶须的影响 |
2.6 本章小结 |
第3章 聚乳酸(PLA)/碳酸钙晶须(CCW)复合材料的制备与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验仪器与设备 |
3.3 聚乳酸/碳酸钙晶须复合材料的制备 |
3.3.1 碳酸钙晶须的表面修饰 |
3.3.2 聚乳酸/碳酸钙晶须复合纤维的制备 |
3.3.3 聚乳酸/碳酸钙晶须复合材料的制备 |
3.4 性能测试与表征 |
3.4.1 力学性能测试 |
3.4.2 差示扫描量热仪测试(DSC) |
3.4.3 扫描电子显微镜(SEM) |
3.4.4 热重分析(TG) |
3.5 结果与讨论 |
3.5.1 碳酸钙晶须与复合纤维SEM图 |
3.5.2 碳酸钙晶须含量对复合材料的力学性能的影响 |
3.5.3 聚乳酸/碳酸钙晶须复合材料脆断面微观形貌 |
3.5.4 偶联剂对复合材料力学性能的影响 |
3.5.5 聚乳酸/碳酸钙晶须复合材料冲击断面微观形貌 |
3.5.6 纤维不同铺叠方式对复合材料性能的影响 |
3.5.7 碳酸钙晶须对复合材料结晶性能的影响 |
3.5.8 碳酸钙晶须对复合材料热稳定性的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(2)氧化物改性钛酸盐晶须及与酚醛树脂的复合和性能(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 摩擦材料成分及作用 |
1.3 无机填料及其在高分子材料中的应用 |
1.3.1 钛酸盐晶须及其在高分子材料中的应用 |
1.3.2 氧化铝粒子及其在高分子材料中的应用 |
1.3.3 二氧化硅及其在聚合物基摩擦材料中的应用 |
1.4 摩擦材料磨损机理 |
1.5 课题的提出及主要研究内容 |
第2章 钛酸盐晶须的改性及其与酚醛树脂的复合 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 原料和仪器 |
2.1.2 双无机氧化物改性钛酸盐晶须 |
2.1.3 晶须改性表征 |
2.1.4 酚醛树脂与钛酸盐晶须共混条件的确定 |
2.1.5 复合材料的样品制备及性能测试 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 晶须表征 |
2.2.2 酚醛树脂与钛酸盐晶须共混料表征 |
2.2.3 复合材料的物理性能 |
2.2.4 复合材料的形貌 |
2.2.5 复合材料的力学性能 |
2.3 本章小结 |
第3章 酚醛树脂/钛酸盐晶须复合材料的摩擦磨损性能 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 原料和仪器 |
3.1.2 复合材料的样品制备及性能测试 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 复合材料摩擦系数的采集原理 |
3.2.2 测试频率为5 Hz时复合材料的摩擦性能 |
3.2.3 测试频率为10 Hz时复合材料的摩擦性能 |
3.2.4 测试频率对复合材料摩擦性能的影响 |
3.2.5 复合材料的磨损表面表征 |
3.2.6 复合材料的磨损机理 |
3.3 本章小结 |
第4章 全文结论 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(3)改性硼酚醛树脂/玄武岩纤维复合材料的制备及工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 硼酚醛树脂 |
1.2.1 硼酚醛树脂的特点 |
1.2.2 硼酚醛树脂合成方法及原理 |
1.2.3 硼酚醛树脂的改性 |
1.2.4 钛酸钾晶须在聚合物中的改性应用 |
1.3 玄武岩纤维 |
1.3.1 玄武岩纤维的发展 |
1.3.2 玄武岩纤维的性能 |
1.4 玄武岩纤维增强树脂基复合材料 |
1.4.1 纤维增强树脂基复合材料 |
1.4.2 玄武岩纤维增强树脂基复合材料的研究概况 |
1.4.3 玄武岩纤维增强树脂基复合材料制备工艺 |
1.4.4 玄武岩纤维增强树脂基复合材料的应用 |
1.5 课题研究背景、意义 |
第2章 实验部分 |
2.1 主要材料、试剂和仪器 |
2.1.1 实验材料和试剂 |
2.1.2 仪器和设备 |
2.2 钛酸钾改性硼酚醛树脂/玄武岩纤维复合材料的制备 |
2.2.1 硼酚醛树脂的制备 |
2.2.2 钛酸钾改性硼酚醛树脂 |
2.2.3 玄武岩纤维的表面处理 |
2.2.4 玄武岩纤维增强硼酚醛树脂预浸料的制备 |
2.2.5 钛酸钾改性硼酚醛树脂/玄武岩纤维复合材料的制备 |
2.3 材料性能测试及表征 |
2.3.1 树脂残炭率分析 |
2.3.2 示差扫描量热分析 |
2.3.3 傅里叶变换红外光谱 |
2.3.4 热失重分析 |
2.3.5 凝胶色谱分析 |
2.3.6 扫描电子显微镜 |
2.3.7 X射线粉末衍射测试 |
2.3.8 力学性能分析 |
2.3.9 电绝缘性能分析 |
第3章 结果与讨论 |
3.1 实验反应机理 |
3.1.1 硼酚醛树脂合成反应机理 |
3.1.2 硼酚醛树脂固化反应机理 |
3.1.3 硅烷偶联剂界面改性机理 |
3.1.4 钛酸钾晶须对复合材料的增强作用机理 |
3.2 硼酚醛树脂改性前后的性能分析 |
3.2.1 红外光谱分析 |
3.2.2 醛/酚/硼酸摩尔比对硼酚醛树脂性能的影响 |
3.2.3 力学性能分析 |
3.2.4 热失重分析 |
3.2.5 示差扫描量热分析 |
3.2.6 GPC分析 |
3.2.7 扫描电镜分析 |
3.3 玄武岩纤维增强改性硼酚醛树脂基复合材料的性能分析 |
3.3.1 复合材料模压成型工艺研究 |
3.3.2 扫描电镜分析 |
3.3.3 XRD分析 |
3.3.4 力学性能分析 |
3.3.5 绝缘电阻率分析 |
3.4 高温处理复合材料的性能分析 |
3.4.1 扫描电镜分析 |
3.4.2 XRD分析 |
3.4.3 质量残留率分析 |
3.4.4 力学性能分析 |
3.4.5 绝缘电阻率分析 |
第4章 结论 |
4.1 结论 |
4.2 创新之处 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(4)碳酸钙晶须制备工艺研究及优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 绪论 |
1.1 碳酸钙概述 |
1.1.1 碳酸钙分类及性质 |
1.1.2 碳酸钙的晶体结构 |
1.1.3 碳酸钙的应用及发展现状 |
1.1.4 碳酸钙制备技术的发展 |
1.2 晶须概述 |
1.2.1 晶须的分类及性质 |
1.2.2 碳酸钙晶须的性能及应用 |
1.2.3 碳酸钙晶须的制备方法 |
1.3 碳酸钙晶须制备现状及生产中存在的问题 |
1.4 本课题研究的主要目的、意义及主要内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验药品与仪器 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验药品 |
2.2 实验流程图 |
2.3 样品分析表征 |
2.3.1 样品形貌分析 |
2.3.2 样品表面元素分析 |
2.3.3 样品定性定量分析 |
2.3.4 样品晶体结构分析 |
2.3.5 复合材料拉伸强度分析 |
第三章 碳化反应机理分析 |
3.1 碳化实验过程 |
3.2 碳化机理分析 |
3.2.1 碳化反应的热力学分析 |
3.2.2 晶体形核理论 |
3.2.3 晶体生长 |
3.2.4 碳化反应过程研究 |
3.3 本章小结 |
第四章 碳酸钙晶须制备因素分析及工艺优化 |
4.1 镁钙比对碳酸钙晶须纯度及长径比的提升作用 |
4.2 促进文石相晶须生长制备高纯度高长径比碳酸钙晶须 |
4.3 改善CO_3~(2-)分散性制备高纯度碳酸钙晶须 |
4.4 循环利用母液制备参数稳定的碳酸钙晶须 |
4.5 本章小结 |
第五章 碳酸钙晶须实际应用及小试研究进展 |
5.1 碳酸钙晶须在PVC基体中补强作用研究 |
5.1.1 碳酸钙晶须-PVC复合材料的制备 |
5.1.2 碳酸钙晶须-PVC复合材料抗拉强度测试 |
5.1.3 碳酸钙晶须增强PVC基复合材料机理分析 |
5.2 碳酸钙晶须小试阶段研究进展 |
5.2.1 小试设备设计 |
5.2.2 小试反应材料及测试设备 |
5.2.3 小试实验进展 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(5)油田用碳纤增强杂萘联苯聚芳醚复合材料及其工程化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 碳纤维增强树脂基复合材料抽油杆国内外研究现状 |
1.2.1 碳纤维增强树脂基复合材料抽油杆研究现状 |
1.2.2 拉挤成型环氧树脂改性研究进展 |
1.2.3 碳纤维抽油杆接头粘合剂的研究进展 |
1.3 抽油杆扶正器研究现状 |
1.3.1 金属扶正器 |
1.3.2 纯PA扶正器及纤维增强复合材料扶正器 |
1.4 碳纤维增强树脂基复合材料机理研究 |
1.5 本文主要研究思路 |
2 端基功能化PPENSK粘合剂的制备及应用研究 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 分析与测试 |
2.1.3 样品合成 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 聚合物的溶解性 |
2.2.2 不同组分配比对粘合剂凝胶含量的影响 |
2.2.3 粘合剂配比和固化程序对剪切强度的影响 |
2.2.4 粘合剂的热稳定性 |
2.2.5 A-PPENSK/E-PPENSK粘合剂稳定性试验应用评价 |
2.3 本章小结 |
3 碳纤维增强PPESK/PPBESK高温扶正器及油田应用研究 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 主要原料 |
3.1.2 分析与测试 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 PPESK/PPBESK共混树脂体系研究 |
3.2.2 CF/PPESK/PPBESK复合材料机理分析 |
3.2.3 影响CF/PPESK/PPBESK高温扶正器制备的关键因素 |
3.2.4 CF/PPESK/PPBESK高温扶正器油田应用 |
3.3 本章小结 |
4 拉挤成型用PPESK增韧多官能环氧树脂及其碳纤复合材料 |
4.1 实验部分 |
4.1.1 实验原料 |
4.1.2 试样的制备 |
4.1.3 分析与测试 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 拉挤成型用环氧树脂基体的固化机理和微观结构理论 |
4.2.2 PPESK用量对共混物固化反应的影响 |
4.2.3 PPESK/多官能团环氧共混树脂的粘度研究 |
4.2.4 PPESK/多官能环氧树脂体系力学性能研究 |
4.2.5 CF/PPESK/多官能团环氧树脂复合材料的综合性能研究 |
4.2.6 碳纤维增强树脂基复合材料承载模型 |
4.2.7 CF/PPESK/多官能团环氧树脂复合材料棒材抗扭力变化 |
4.2.8 CF/PPESK/多官能团环氧树复合材料棒材的疲劳性能变化 |
4.2.9 CF/PPESK/多官能团环氧树脂复合材料老化性能研究 |
4.3 本章小结 |
5 CF/PPESK/多官能团环氧树脂抽油杆拉挤工艺及现场应用效果评价 |
5.1 实验部分 |
5.1.1 实验原料 |
5.1.2 CF/PPESK/多官能团环氧树脂复合材料抽油杆制备 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 内脱模剂对拉挤工艺及复合材料性能的影响 |
5.2.2 拉挤速度对碳纤维抽油杆性能的影响 |
5.2.3 拉挤模具温度对碳纤维抽油杆质量影响及缺陷分析 |
5.2.4 碳纤维抽油杆特性剖析 |
5.3 碳纤维复合材料抽油杆采油工艺设计理论基础 |
5.4 现场应用效果评价 |
5.4.1 碳纤维抽油杆杆柱组合设计原则 |
5.4.2 碳纤维抽油杆下井作业流程设计 |
5.5 生产试验井应用试验 |
5.5.1 生产试验井井况 |
5.5.2 生产试验井杆柱组合设计 |
5.5.3 碳纤维抽油杆采油工艺应用评价 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(6)3D打印纤维增强高分子复合材料的各向异性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 3D打印技术概述 |
1.1.1 3D打印技术简介及优越性 |
1.1.2 3D打印技术的分类 |
1.1.3 3D打印材料分类 |
1.1.4 3D打印技术的应用与趋势 |
1.2 各向异性复合材料概述 |
1.2.1 各向异性复合材料简介与发展 |
1.2.2 传统工艺中各向异性复合材料 |
1.2.3 3D打印中各向异性复合材料 |
1.3 研究目的与研究内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
第二章 FDM中短切碳纤维增强聚乳酸高分子复合材料的各向异性研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料及设备 |
2.2.3 试样的制备 |
2.2.4 试样的后续处理 |
2.2.5 试样的性能测试与表征 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 碳纤维不同取向复合材料的形貌 |
2.3.2 不同构建取向试样的力学性能 |
2.3.3 不同构建取向试样的摩擦学性能 |
2.3.4 打印参数对试样的力学性能影响 |
2.3.5 热处理对试样力学性能的影响 |
2.3.6 微波处理对试样力学性能的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 碳纳米管增强光固化3D打印复合材料的各向异性研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料及设备 |
3.2.2 CNTs的表面改性处理 |
3.2.3 碳纳米管增强光敏树脂复合材料的制备 |
3.2.5 碳纳米管增强光敏树脂复合材料的性能测试与表征 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 CNTs含量对光固化速度影响 |
3.3.2 碳纳米管不同构建取向的断口形貌 |
3.3.3 红外光谱分析(FTIR) |
3.3.4 力学性能的各向异性分析 |
3.3.5 摩擦学性能的各向异性分析 |
3.3.6 磨损表面形貌分析 |
3.3.7 热性能分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 钛酸钾晶须增强光固化3D打印复合材料各向异性的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料与设备 |
4.2.2 钛酸钾晶须的表面改性处理 |
4.2.3 钛酸钾晶须增强光敏树脂复合材料的制备 |
4.2.4 性能测试与表征 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 钛酸钾晶须含量对光固化速度影响 |
4.3.2 钛酸钾晶须不同构建取向的断口形貌 |
4.3.3 红外光谱分析(FTIR) |
4.3.4 力学性能的各向异性分析 |
4.3.5 摩擦学性能的各向异性分析 |
4.3.6 磨损表面形貌分析 |
4.3.7 热性能分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
(7)含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的研究进展(论文提纲范文)
0 引言 |
1 二氮杂萘酮结构 |
2 分子结构设计与合成 |
2.1 含二氮杂萘酮结构二元共聚芳醚聚合物的合成 |
2.2 含二氮杂萘酮结构三元共聚芳醚聚合物的合成 |
2.3 含二氮杂萘酮结构四元共聚芳醚聚合物的合成 |
3 含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的改性 |
3.1 含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的物理改性 |
3.1.1 共混改性 |
3.1.2 增强改性 |
3.2 含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的化学改性 |
4 含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的应用 |
4.1 高性能树脂基复合材料的制备 |
4.2 耐高温型分离膜材料 |
4.2.1 超滤膜的制备 |
4.2.2 质子交换膜的制备 |
4.2.3 电池隔膜的制备 |
4.2.4 电解质膜的制备 |
4.3 电绝缘材料 |
4.4 微孔材料 |
4.5 吸波材料 |
4.6 纳米纤维 |
4.7 医学领域 |
5 结语 |
(8)硼酸铝晶须的制备与表征(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 晶须及其特性 |
1.2 晶须主要种类及其应用 |
1.2.1 氧化锌晶须 |
1.2.2 碳化硅晶须 |
1.2.3 硼酸铝晶须 |
1.2.4 硼酸镁晶须 |
1.2.5 钛酸钾晶须 |
1.3 晶须的主要制备方法 |
1.3.1 气相法 |
1.3.2 助熔剂法 |
1.3.3 溶胶-凝胶法 |
1.3.4 水热法 |
1.3.5 微波辅助水热法 |
1.4 晶须的合成机理 |
1.5 硼酸铝晶须的应用前景 |
1.6 主要研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验药品 |
2.2 实验仪器 |
2.3 实验方法及实验流程 |
2.3.1 助熔剂法实验方法及实验流程 |
2.3.2 溶胶-凝胶法实验方法及实验流程 |
2.4 表征方法 |
2.4.1 X射线衍射(XRD) |
2.4.2 扫描电子显微镜(SEM) |
2.4.3 热分析(TG-DSC) |
2.5 本章小结 |
第三章 助熔剂法制备硼酸铝晶须及其形貌研究 |
3.1 引言 |
3.2 助熔剂法实验步骤 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 铝源对产物结构和形貌的影响 |
3.3.2 反应温度对产物形貌的影响 |
3.3.3 反应物配比对产物结构和形貌的影响 |
3.3.4 混合物料的热重分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 溶胶摄胶法制备硼酸铝晶须及形貌研究 |
4.1 引言 |
4.2 溶胶-凝胶法实验步骤 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 反应温度对产物结构和形貌的影响 |
4.3.2 反应物配比对产物结构和形貌的影响 |
4.3.3 干凝胶TG-DSC分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(9)树脂基摩擦材料组分形态及其对摩擦性能影响研究(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 树脂基摩擦材料概述 |
1.1.1 树脂基摩擦材料发展史 |
1.1.2 树脂基摩擦材料性能要求 |
1.1.3 树脂基摩擦材料发展趋势 |
1.2 树脂基摩擦材料增强体组分研究 |
1.2.1 增强组分的作用和性能要求 |
1.2.2 增强组分的研究现状 |
1.3 树脂基摩擦材料增摩组分研究 |
1.3.1 增摩组分的作用和性能要求 |
1.3.2 增摩组分的研究现状和发展 |
1.4 树脂基摩擦材料的摩擦磨损机理 |
1.4.1 摩擦磨损机理研究背景 |
1.4.2 摩擦转移层研究进展 |
1.5 本文选题依据和研究内容 |
1.5.1 选题依据 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 创新性分析 |
第二章 钛酸钾晶须的可控合成研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要原料与设备 |
2.2.2 样品制备 |
2.2.3 性能表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 反应物浓度对钛酸钾晶须的影响 |
2.3.2 水热温度对钛酸钾晶须的影响 |
2.3.3 水热时间对钛酸钾晶须的影响 |
2.3.4 煅烧温度对钛酸钾晶须的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 钛酸钾晶须增强树脂基摩擦材料的摩擦学性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要原料与设备 |
3.2.2 样品制备 |
3.2.3 性能测试与表征 |
3.3 钛酸钾晶须含量对摩擦磨损性能的影响 |
3.3.1 钛酸钾晶须含量对摩擦系数的影响 |
3.3.2 钛酸钾晶须含量对磨损率的影响 |
3.4 钛酸钾晶须形貌对摩擦磨损性能的影响 |
3.4.1 钛酸钾晶须形貌对摩擦系数的影响 |
3.4.2 钛酸钾晶须形貌对磨损率的影响 |
3.5 钛酸钾晶须结晶度对摩擦磨损性能的影响 |
3.5.1 钛酸钾晶须结晶度对摩擦系数的影响 |
3.5.2 钛酸钾晶须结晶度对磨损率的影响 |
3.5.3 钛酸钾晶须结晶度对摩擦材料热行为的影响 |
3.5.4 钛酸钾晶须结晶度对摩擦表面的影响 |
3.5.5 钛酸钾晶须结晶度对磨屑的影响 |
3.5.6 钛酸钾晶须结晶度对摩擦磨损影响机理分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 造粒氧化锆填充树脂基摩擦材料的摩擦学性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要原料与设备 |
4.2.2 样品制备 |
4.2.3 性能测试与表征 |
4.3 造粒氧化锆含量对摩擦磨损性能的影响 |
4.3.1 造粒氧化锆的结构表征 |
4.3.2 造粒氧化锆含量对摩擦系数的影响 |
4.3.3 造粒氧化锆含量对磨损率的影响 |
4.3.4 摩擦材料热行为分析 |
4.3.5 摩擦材料磨损表面分析 |
4.4 氧化锆形态对摩擦磨损性能的影响 |
4.4.1 纳米氧化锆含量对摩擦系数的影响 |
4.4.2 纳米氧化锆含量对磨损率的影响 |
4.4.3 氧化锆形态对摩擦系数和磨损率影响分析 |
4.5 造粒氧化锆调控效果研究 |
4.5.1 衰退过程中摩擦系数的对比研究 |
4.5.2 恢复过程中摩擦系数的对比研究 |
4.5.3 磨损率的对比研究 |
4.6 本章小结 |
第五章 造粒氧化锆填充树脂基摩擦材料的优化设计 |
5.1 引言 |
5.2 PSI(Preference Selection Index)概述 |
5.2.1 PSI方法原理 |
5.2.2 计算步骤 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 平均摩擦系数 |
5.3.2 衰退率和恢复率 |
5.3.3 稳定系数 |
5.3.4 波动系数 |
5.3.5 变化系数 |
5.3.6 优化结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 摩擦磨损机理有限元分析 |
6.1 引言 |
6.2 有限元模型建立过程 |
6.2.1 计算基础 |
6.2.2 建模过程 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 不同数量的接触区对温度分布的影响 |
6.3.2 不同数量的接触区对Mises应力分布的影响 |
6.3.3 不同尺寸的接触区对温度分布的影响 |
6.3.4 不同尺寸的接触区对Mises应力分布的影响 |
6.3.5 模拟结果综合评价 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(10)六钛酸钾晶须/聚醚醚酮复合材料力学、摩擦学性能及界面结合机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 摩擦学材料简介 |
1.1.1 摩擦学材料的分类 |
1.1.2 摩擦学材料研究现状 |
1.1.3 摩擦学材料发展趋势 |
1.2 聚合物基摩擦学材料 |
1.2.1 聚合物复合摩擦学材料的组成 |
1.2.2 聚合物基摩擦学材料研究现状与发展趋势 |
1.3 钛酸钾晶须改性聚合物基摩擦材料 |
1.3.1 钛酸钾晶须概述 |
1.3.2 晶须表面处理对复合材料摩擦学性能和力学性能的影响 |
1.3.3 钛酸钾晶须改性聚合物基摩擦材料的研究 |
1.4 本课题研究的意义和主要内容 |
2 研究方法 |
2.1 实验方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验设备 |
2.1.3 复合材料的成分配制 |
2.1.4 PTW/PEEK复合材料试样的制备 |
2.1.5 性能检测与表征 |
2.2 理论方法 |
2.2.1 密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT) |
2.2.2 第一性原理计算法(FP法) |
2.2.3 Material Studio计算软件 |
3 PTW/PEEK复合材料的组织与力学性能 |
3.1 PEEK基体和PTW增强相的结构与性能 |
3.1.1 PEEK基体的结构与性能 |
3.1.2 PTW增强相的结构与性能 |
3.2 表面处理前晶须含量对复合材料力学性能的影响 |
3.2.1 晶须含量对复合材料拉伸性能的影响 |
3.2.2 晶须含量对复合材料弯曲性能的影响 |
3.2.3 晶须含量对复合材料压缩性能的影响 |
3.2.4 晶须含量对复合材料冲击性能的影响 |
3.3 表面处理后晶须含量对复合材料力学性能的影响 |
3.3.1 晶须含量对复合材料拉伸性能的影响 |
3.3.2 晶须含量对复合材料弯曲性能的影响 |
3.3.3 晶须含量对复合材料压缩性能的影响 |
3.3.4 晶须含量对复合材料冲击性能的影响 |
3.4 复合材料的断面分析 |
3.4.1 PTW的微观形貌 |
3.4.2 复合材料拉伸断面的微观形貌分析 |
3.4.3 复合材料冲击断面的微观形貌分析 |
3.5 本章小结 |
4 PTW/PEEK复合材料的摩擦学性能 |
4.1 表面处理前晶须含量对复合材料摩擦学性能的影响 |
4.1.1 PTW含量对复合材料摩擦系数的影响 |
4.1.2 PTW含量对复合材料磨损量的影响 |
4.1.3 PTW含量对复合材料摩擦稳定性的影响 |
4.2 表面处理后晶须含量对复合材料摩擦学性能的影响 |
4.2.1 PTW含量对复合材料摩擦系数的影响 |
4.2.2 PTW含量对复合材料磨损量的影响 |
4.2.3 PTW含量对复合材料摩擦稳定性的影响 |
4.3 磨损表面和磨屑的微观形貌分析 |
4.3.1 磨损表面的微观形貌分析 |
4.3.2 磨屑的微观形貌分析 |
4.4 聚四氟乙烯(PTFE)对PTW/PEEK复合材料摩擦学性能的影响 |
4.4.1 PTFE固体润滑剂的结构与性能 |
4.4.2 PTFE对PTW/PEEK复合材料摩擦系数的影响 |
4.4.3 PTFE对PTW/PEEK复合材料磨损量的影响 |
4.4.4 磨损表面形貌分析 |
4.5 本章小结 |
5 PTW/PEEK复合材料界面结合行为及机理 |
5.1 六钛酸钾晶须基本物性的研究 |
5.1.1 六钛酸钾(K_2Ti_6O_(13))计算模型与方法 |
5.1.2 结果分析与讨论 |
5.2 PTW/PEEK复合材料的微观界面结合行为 |
5.2.1 硅醇、K_2Ti_6O_(13)表面、PEEK模型的构建 |
5.2.2 K_2Ti_6O_(13)与PEEK的界面结合行为研究 |
5.2.3 含硅醇K_2Ti_6O_(13)与PEEK的界面结合行为研究 |
5.3 界面结合状态对复合材料力学性能及摩擦学性能的影响机制 |
5.3.1 界面结合状态对复合材料力学性能的影响机制 |
5.3.2 界面结合状态对复合材料摩擦学性能的影响机制 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间主要的研究成果 |
致谢 |
四、钛酸钾晶须填充新型PPESK的性能及形态研究(论文参考文献)
- [1]全降解高模量聚乳酸/碳酸钙晶须复合材料的制备与性能研究[D]. 郭海涛. 湘潭大学, 2020(02)
- [2]氧化物改性钛酸盐晶须及与酚醛树脂的复合和性能[D]. 陈银杰. 天津大学, 2020(02)
- [3]改性硼酚醛树脂/玄武岩纤维复合材料的制备及工艺研究[D]. 佟毅. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [4]碳酸钙晶须制备工艺研究及优化[D]. 李庆蕾. 浙江大学, 2020(07)
- [5]油田用碳纤增强杂萘联苯聚芳醚复合材料及其工程化研究[D]. 王立伟. 大连理工大学, 2019(01)
- [6]3D打印纤维增强高分子复合材料的各向异性研究[D]. 张登辉. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [7]含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的研究进展[J]. 温娜,刘涛,向斌,雷雅杰,罗世凯. 塑料, 2018(05)
- [8]硼酸铝晶须的制备与表征[D]. 张天一. 大连交通大学, 2018(04)
- [9]树脂基摩擦材料组分形态及其对摩擦性能影响研究[D]. 吉政甲. 中国地质大学, 2017(01)
- [10]六钛酸钾晶须/聚醚醚酮复合材料力学、摩擦学性能及界面结合机理研究[D]. 华熳煜. 中南大学, 2014(02)