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第一章 绪论 1

1.1 高性能有机纤维的发展 1

前言 1

1.2 超高模聚乙烯纤维的研制 2

1.3 超高模聚乙烯纤维及其复合材料的优越性 3

表1.1 Spectra纤维和Kevlar纤维在各种化学介质中的强度保留率 4

表1.3 聚乙烯与其它材料电性能的比较 5

表1.2 Spectra PE复合材料浸水前后的力学性能 5

1.4 超高模聚乙烯纤维及其复合材料的不足之处 6

1.5 超高模聚乙烯纤维及其复合材料的应用 7

主要符号 9

2.1 超高模聚乙烯纤维的结构形态及微观形貌 10

第二章 超高模聚乙烯纤维及其适用基体 10

2.2 超高模聚乙烯纤维的力学性能及其影响因素 15

表2.1 UHMPE纤维的性能与其它高性能纤维的比较 16

表2.2 Spectra1000纤维与Kevlar等纤维弹性性能的比较 18

2.3 超高模聚乙烯纤维的蠕变 19

表2.3 SK60纤维在70%破坏应力水平不同温度下的蠕变实验结果 20

2.4 环氧树脂基体的特性、适用性及微观形貌 24

表2.4 几种常用树脂基体室温下的性能 25

2.5 聚乙烯基体的特性、适用性及微观形貌 29

第三章 超高模聚乙烯纤维增强复合材料的弹性模量、热传导和热膨胀 33

3.1 超高模聚乙烯纤维增强树脂材料的复合工艺 33

3.2 超声法测定超高模聚乙烯纤维复合材料的弹性模量 34

表3.1 单向S1000/LDPE复合材料的弹性性能 37

3.3 超高模聚乙烯纤维及其复合材料各向异性的热传导 41

表3.2 S1000纤维、λ=25的PE薄膜和Kevlar49纤维的热传导系数K 45

表3.3 单向S1000/LDPE复合材料的热膨胀系数 47

3.4 超高模聚乙烯纤维及其复合材料各向异性的热膨胀 47

表3.4 S1000纤维、λ=18的PE薄膜和Kevlar49纤维的热膨胀系数 48

3.5 结语 49

4.1 试件材料、加工及测试方法 50

第四章 超高模聚乙烯纤维复合材料的力学行为及SEM微观形貌 50

4.2 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料的纵向拉伸和横向拉伸性能及微观形貌 52

4.3 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料的压缩性能及微观形貌 59

4.4 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料的弯曲性能及微观形貌 60

表4.1 超高模聚乙烯纤维增强树脂单向复合材料力学性能的实测值 62

4.5 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料的断裂韧性及裂缝扩展 63

4.6 结语 67

5.1 复合材料界面的重要性 68

第五章 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料的界面粘结及其表征 68

5.2 超高模聚乙烯纤维与树脂基体的界面特性 69

5.3 超高模聚乙烯纤维的表面处理 70

5.4 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料界面性能的改善及其微观形貌 75

表5.1 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料层间剪切强度实测值 78

5.5 结语 84

6.1 高性能纤维编织复合材料的发展与特点 86

第六章 超高模聚乙烯纤维编织复合材料 86

6.2 超高模聚乙烯纤维编织复合材料 87

6.3 超高模聚乙烯纤维编织复合材料的拉伸、弯曲和短梁剪切性能及微观形貌 88

表6.1 超高模聚乙烯纤维编织复合材料力学性能实测值 96

6.4 超高模聚乙烯纤维编织复合材料的压缩特性与动态破坏形貌 97

6.5 超高模聚乙烯纤维编织复合材料的断裂韧性和裂纹动态扩展 99

6.6 加工方法对超高模聚乙烯纤维编织复合材料力学性能的影响 101

6.7 结语 109

7.1 研究超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料动态力学性能的意义 110

第七章 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料动态力学性能 110

7.2 动态方法测量超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料的模量和阻尼特性 111

7.3 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料的摆锤冲击性能及破坏形貌 114

表7.1 SK66/EP［0］复合材料的Charpy冲击性能 119

7.4 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料的落锤冲击响应 120

表7.2 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料落锤冲击试验结果 124

表7.3 Spectra纤维复合材料落锤冲击性能与其它纤维复合材料比较 127

7.5 超高模聚乙烯纤维增强树脂复合材料在高应变下的弹击压缩性能及微观形貌 127

表7.4 S1000/EP(W)复合材料动态压缩性能 133

7.6 结语 139

8.1 超高模聚乙烯纤维与其它高性能纤维混杂的必要性及混杂复合材料的特点 141

第八章 超高模聚乙烯纤维与其它高性能纤维混杂的复合材料 141

8.2 混杂形式和试件准备 142

8.3 超高模聚乙烯纤维混杂复合材料的压缩特性及声发射监测 144

表8.1 超高模聚乙烯纤维混杂复合材料力学性能的实测值 145

8.4 超高模聚乙烯纤维混杂复合材料的弯曲性能及微观形貌 154

8.5 超高模聚乙烯纤维混杂复合材料的冲击响应 162

表8.2 UHMPEF-CF/EP［0］带边缺口试件Charpy冲击性能 162

表8.3 UHMPEF-CF/EP［0］无缺口试件Charpy冲击性能 167

表8.4 UHMPEF-CF/EP［0］复合材料平面冲击性能 168

8.6 超高模聚乙烯纤维混杂复合材料的热膨胀 172

8.7 超高模聚乙烯纤维混杂复合材料的混杂效应 173

表8.5 UHMPE纤维和碳纤维混杂复合材料三个方向的热膨胀系数 173

参考文献 175