界面强度

摘要： 由于冻融作用,寒区混凝土支护工程的安全性和稳定性越来越受到重视,而岩石-混凝土界面的强度性能是支护结构发挥功能的关键。文中主要对岩石-混凝土界面冻融损伤演化规律、界面冻融损伤影响因素、界面过渡区(ITZ)强度弱化机理这3个方面进行了综述,分析了目前研究的不足,并提出了改进措施和未来展望,为此方向的相关研究提供一定的参考价值。

摘要： 陶瓷颗粒增强金属基复合材料能够有效提高各类金属材料的强度,但陶瓷增强颗粒与基体金属的界面强度和结合性是制约其性能的关键。在陶瓷颗粒表面化学镀铜可以改善陶瓷与金属之间的湿润性,从而提高增强颗粒与基体金属的结合性。本论文采用化学镀铜的方法改善陶瓷与金属之间的湿润性,进而提高增强颗粒与基体金属的结合性,获得镀层质量良好的铜包裹钛碳化铝核壳复相颗粒。本文探讨了不同铜离子浓度、络合剂浓度的镀液对镀层效果影响。

摘要： 采用硅烷偶联剂KH550对电化学阳极氧化处理后的碳纳米管-碳纤维多尺度增强体(CNTs-CF)进行表面改性处理,制备了环氧树脂(EP)/CNTs-CF复合材料。对增强体表面形貌与元素、增强体表面自由能及纤维增强体/EP基体接触角、增强体改性EP复合材料界面强度进行了测试,考察了硅烷偶联剂KH550对CNTs-CF纤维表面以及EP/CNTs-CF复合材料界面性能的影响。结果表明,偶联剂KH550成功接枝在CNTs-CF增强体的表面。由于偶联剂KH550对增强体表面的缺陷有修复作用,改性后的增强体的单丝拉伸强度有明显提升。硅烷偶联剂在增强体-树脂基体界面中形成了有效的化学键链接,增强了EP复合材料界面的力学性能。低浓度的KH550溶液可有效提升EP复合材料界面性能,而高浓度KH550溶液则会堆积在增强体表面,形成低强度界面层,反而降低EP复合材料的界面性能。经测试,使用1%浓度的偶联剂KH550溶液处理后,CNTs-CF增强EP树脂复合材料的层间剪切强度达到93.68MPa,比未处理CNTs-CF增强EP复合材料提升29.84%。

摘要： 为提高玄武岩纤维(BF)增强环氧树脂(EP)复合材料的力学性能,通过接枝硅烷偶联剂KH550来提升BF与EP之间的界面强度。采用衰减全反射红外光谱、X射线光电子能谱仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、界面剪切强度测试和拉伸测试研究BF表面KH550的接枝率对复合材料界面粗糙度、界面强度及拉伸强度的影响。结果表明,KH550的成功接枝可以增加BF的表面粗糙度及复合材料的界面强度;随着KH550接枝率的增加,BF表面形貌呈现“光滑-粗糙-光滑-粗糙”的变化过程,复合材料的界面强度及力学性能也呈现先增大后减小的趋势。当KH550接枝率达到5%~6%时,KH550-BF表面均匀光滑,复合材料的界面强度和拉伸强度达到最大,分别为48 MPa和298 MPa。当接枝率超过6%,过量的KH550在BF表面的不均匀分布形成结构缺陷和应力集中,进而导致复合材料界面强度和力学性能的降低。

摘要： 为改善芳纶纤维(PPTA)与丁腈橡胶(NBR)复合材料之间的界面强度,采用硅烷偶联剂A172和氧化石墨烯(GO)对芳纶纤维表面进行接枝改性处理,并对处理前后的芳纶纤维进行化学结构、表面形貌及H抽出力分析。利用SEM对抽出纤维表面和橡胶基芳纶纤维复合材料截面进行微观结构分析。结果表明:硅烷偶联剂和氧化石墨烯对芳纶纤维进行二次表面改性后,纤维表面含氧基团增加,化学活性提高,处理后表面存在明显的表层附着物,纤维结构未发生明显损伤且表面粗糙度得到明显改善。每个处理阶段后H抽出力均有提高,且氧化石墨烯二次改性后的芳纶纤维H抽出力提高效果最佳,从18.192 MPa提高到48.748 MPa,芳纶纤维与丁腈橡胶的界面结合力得到了显著提升,从而证实了硅烷偶联剂和氧化石墨烯二次改性芳纶纤维的有效性,为橡胶基芳纶纤维复合材料性能的研究提供了参考。

摘要： 沥青路面的水盐侵蚀是导致其性能劣化、服役寿命缩短的主要原因之一,为研究沥青混合料的水盐侵蚀损伤规律,本工作以沥青胶浆、沥青胶浆-集料界面为研究对象,研究了填料的物理化学特性对沥青胶浆流变性能与渗透性的影响,分析了沥青胶浆-集料界面在不同侵蚀工况(静态浸水、压力浸水)下界面强度的衰减规律。结果表明:填料类型对沥青胶浆的复数模量影响不大,但是其孔隙状态与比表面积对沥青胶浆的相位角与渗透性影响显著。相比于普通浸水,盐溶液侵蚀对沥青胶浆-集料界面强度衰减有显著促进作用,而其衰减速率受集料和填料的物理(孔隙体积、比表面积、微观形貌)、化学(矿物组成、化学成分)特性的综合影响。水压力的作用会加速沥青胶浆-集料界面强度的衰减,表明行车荷载产生的动水压力会推动沥青路面的水损害进程。

摘要： 采用细观力学有限元方法,针对碳纤维增强树脂基复合材料单向板,在考虑基体塑性变形的前提下建立包含增强相、基体和界面相的代表性体积单元模型。采用显式有限元方法计算模型在横向拉伸、压缩载荷下的渐进损伤过程和破坏机理,并分析材料各组分间的相互影响。研究结果表明,该模型预报的横向载荷下的拉伸、压缩强度与试验结果进行对比具有较好的准确性,其横向破坏主要是基体开裂和界面脱粘2种模式。

摘要： 固体火箭发动机属于多材料、多界面的复合结构,其界面粘接强度是发动机结构完整性分析的重要部分,为准确获得粘接界面在贮存、服役中的损伤演化与破坏失效,亟待获取准确全面的界面粘接性能评估方法。通过试验研究了不同应力、不同时间挂载前后界面试验件的力学响应演化,提出了一种基于分子链密度演化的粘接界面强度评价方法,实现了对界面强度演化的准确刻画。结果表明,丁羟基界面试验件的挂载历史(挂载应力和挂载时间)和加载条件(拉伸速率和温度)对界面力学性能的影响可以进行线性解耦,经历不同挂载条件后的界面响应可以平移等效为未损伤条件下试验件的响应,其平移因子与挂载期间的分子链密度降低相关;与极限应力相比,界面能量可以更好地描述推进剂界面粘接强度。所给出的基于分子链密度的强度评价方法与试验结果符合良好,为准确追踪、评估推进剂在复杂工况下的燃烧室界面可靠性提供了一种备选方案。

摘要： 为了探究不同性质的改性粘土对生物基环氧树脂的增强作用,将2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)与2倍摩尔比的溴代正丁烷(BB)反应,制备了保留部分叔胺基的有机改性剂(PPDMP30);再将DMP-30酸化制备了叔胺基全部质子化的改性剂(CPDMP30)。分别用这2种改性剂对原始粘土进行表面处理,得到了2种性质不同的有机化粘土——PP-clay(反应型)和CP-clay(非反应型)。以这2种粘土作为增强体,采用“粘土淤浆复合法”制备了2种界面结合强度不同的腰果酚环氧树脂(NC514s)/粘土纳米复合材料。透射电子显微镜照片显示,PP-clay和CP-clay都以无规剥离的形式均匀地分散在基体中。拉伸测试结果表明,反应型PP-clay因保留了能参与基体树脂固化反应的叔胺基团,在两相间构建起较强的界面作用力,使材料的拉伸强度提升了135%。而非反应型CP-clay仅使材料的拉伸强度提升109%。动态力学热分析结果显示,反应型PP-clay对复合材料T_(g)的提升效果更明显。

摘要： 界面强度对钛基复合材料的性能有重要影响.采用纤维顶出实验(push-out test)对连续SiC纤维增强TC17复合材料的界面剪切强度进行了测试,采用SEM观察了样品的形貌.以纤维/基体完全分离后的摩擦力为出发点,采用有限元方法确定了复合材料成型过程中残余应力的产生温度,并计算了残余应力的分布,比较了顶出实验样品制备前后残余应力的变化情况及样品厚度、体积分数对残余应力分布的影响;采用内聚力模型(CZM)分析了界面的化学结合强度.结果表明:SiCf/TC17复合材料高温成型后的冷却过程中开始产生残余应力的温度为775°C;顶出实验样品制备后界面处生成了残余剪切应力,其大小和分布与样品的体积分数和厚度相关,界面处的残余剪切应力造成了界面剪切强度的测试结果与界面化学结合强度的差异;室温下SiCf/TC17复合材料的界面化学结合强度约为450 MPa.

摘要： 热障涂层热防护技术在涡轮发动机热端部件中应用广泛,为保证其安全、可靠地工作,针对热障涂层主要失效形式为界面剥离的模式,有必要丌展热障涂层的界面特性的研究.以电子束物理气相沉积(EBPVD)热障涂层为对象,利用显微硬度技术,获得了热障涂层结构不同组分的硬度,结果发现热障涂层结构的硬度从陶瓷表层、粘结层到内部的金属基体呈现下降的规律,陶瓷层硬度远高于粘结层与基体;利用Anstis模型分析多层结构的界面韧性,利用界面压入与显微测试技术,获得热障涂层不同界面经过显微压入后的半裂纹长度,获得了不同界面的结合强度特性,陶瓷表层与粘结层的界面强度高达5.36MPa/m1/2,与基体的界面强度只有2.IMPa/m1/2,从另一个角度验证了粘结层对热障涂层结构的过渡层的作用.

摘要： 高性能热塑性复合材料近年来在航空领域被作为结构材料获得了广泛的应用.然而在成型过程中高性能热塑性复合材料会经历近300°C的温度变化,这将使材料界面处产生热应力并最终导致材料整体性能的劣化.在采用微球脱黏(microbond)法研究聚苯硫醚(PPS)/碳纤维(CF)复合材料界面强度的过程中发现,实验数据的最佳拟合直线往往无法如理论预测一样经过坐标原点,对其机理的进一步研究发现这是由于界面残余热应力导致的.通过理论计算与实际测试结果的对比发现,实验拟合直线在y轴的截距即为界面残余热应力值.本研究为实验测得热塑性复合材料界面残余热应力提供了一种新的手段.

摘要： 随着复合材料越来越多地被广泛应用于各种类型新型直升机，直升机复合材料结构件发生损伤的案例亦急剧增多，因此直升机复合材料结构件修复技术亦越来越被人们所重视。针对复合材料补片胶接修复复合材料结构中界面强度问题,本文简单介绍了纤维表面改性技术、界面优化设计及成型工艺优化三种界面优化方法.

摘要： 在复合材料最小结构尺度,单纤尺度,建立了单向复合材料力学性能数值分析模型.渐进损伤方法被用来表征纤维及基体的失效行为,内聚力模型被用来模拟纤维与基体间的脱粘行为.通过数值分析,预测了单向复合材料的失效强度,同时讨论了界面强度对单向复合材料力学性能的影响.研究表明在横向载荷下,界面性能对材料的力学行为有着重要的影响.界面强度的提高能够显著提高单向复合材料在横向压缩以及剪切下的失效强度.

摘要： 帽型加筋壁板因其刚度大，结构整体性好等优点使其在飞机结构上得到广泛应用。但帽型加筋的结构不开敞性使得其整体成型难度大。本研究采用缝合/RFI 工艺，突破了缝合预成型体制备、RFI 工艺树脂流道设计等关键技术，实现了高精度帽型壁板结构的一次整体成型。缝合技术的应用提高了加筋与蒙皮间的界面强度，提高了结构整体性和减重效率，同时降低了制造成本。

摘要： 界面对复合材料的物理、化学及力学性能有着至关重要的影响,作为航空航天领域的主要应用材料,要想使其更加广泛高效地应用,必须对这一问题进行深入的研究。本文主要针对界面强度对单向复合材料力学性能影响做了研究,界面损伤采用内聚力模型,纤维和基体的损伤演化模型和损伤模型通过编译ABAQUS UMAT子程序引入到材料本构中,通过数值计算预报了复合材料拉伸失效模式,并与实验结果进行了对比,吻合较好。

摘要： 离心模型试验的准确性与可靠性取决于模型与原型的相似程度,选择合理的相似材料是模型试验设计的关键环节.以广州市兴丰垃圾填方挡坝加筋边坡的工程设计为背景.为了合理开展离心模型试验,选取6种编织布进行分析.考虑强度相似原则和界面摩擦因素,基于窄条拉伸试验、直剪摩擦试验合理比选相似替代材料.按该边坡设计方案,模型边坡在离心场中能够保持稳定.如按强度相似进行材料选择,通过调整模型土层厚度,所选择的6种材料可对抗拉强度在13～360kN/m的土工布进行模拟.

摘要： 离心模型试验的准确性与可靠性取决于模型与原型的相似程度,选择合理的相似材料是模型试验设计的关键环节.以广州市兴丰垃圾填方挡坝加筋边坡的工程设计为背景.为了合理开展离心模型试验,选取6种编织布进行分析.考虑强度相似原则和界面摩擦因素,基于窄条拉伸试验、直剪摩擦试验合理比选相似替代材料.按该边坡设计方案,模型边坡在离心场中能够保持稳定.如按强度相似进行材料选择,通过调整模型土层厚度,所选择的6种材料可对抗拉强度在13～360kN/m的土工布进行模拟.

摘要： 离心模型试验的准确性与可靠性取决于模型与原型的相似程度,选择合理的相似材料是模型试验设计的关键环节.以广州市兴丰垃圾填方挡坝加筋边坡的工程设计为背景.为了合理开展离心模型试验,选取6种编织布进行分析.考虑强度相似原则和界面摩擦因素,基于窄条拉伸试验、直剪摩擦试验合理比选相似替代材料.按该边坡设计方案,模型边坡在离心场中能够保持稳定.如按强度相似进行材料选择,通过调整模型土层厚度,所选择的6种材料可对抗拉强度在13～360kN/m的土工布进行模拟.

摘要： 离心模型试验的准确性与可靠性取决于模型与原型的相似程度,选择合理的相似材料是模型试验设计的关键环节.以广州市兴丰垃圾填方挡坝加筋边坡的工程设计为背景.为了合理开展离心模型试验,选取6种编织布进行分析.考虑强度相似原则和界面摩擦因素,基于窄条拉伸试验、直剪摩擦试验合理比选相似替代材料.按该边坡设计方案,模型边坡在离心场中能够保持稳定.如按强度相似进行材料选择,通过调整模型土层厚度,所选择的6种材料可对抗拉强度在13～360kN/m的土工布进行模拟.

摘要： 本发明公开了一种用于界面结合强度测试的设备及截面结合强度的测试方法，该设备包括：固定装置、滑动装置和试样夹持装置，所述固定装置包括基座、第一轴承座、第二轴承座、第一转轴和第二转轴；滑动装置包括导轨和滑轮；所述导轨与固定装置的基座固定连接；导轨限定所述滑轮沿导轨移动；所述试样夹持装置包括底盘和压板，滑动装置的滑轮固定在所述底盘的下部；所述压板用于将试样的端头固定在所述底盘。利用本发明截面结合强度测试设备及方法，试样界面结合强度检测结果稳定可靠、不同批次材料的结合强度结果可比性强。克服了钎焊式热交换器用铝钢复合带材采用常规的拉剪、撕裂、压剪等评价界面结合强度的方法，铝层会发生断裂，难以评价的问题。

摘要： 本发明公开了一种用于提高聚氨酯胶片与有机玻璃界面粘结强度的界面处理剂。以一定溶剂溶解聚氨酯胶片，得到聚氨酯的透明溶液，然后在溶液中引发丙烯酸同系物的聚合，得到丙烯酸聚合物的长分子链，控制反应条件，形成两者的接枝或互穿网络体系。在使用中，这种体系分别与PU、PMMA相容，可在两者之间形成一个过渡桥梁，改善两界面的相容性，提高界面粘结强度，且不降低原基材的透光度，不对有机材料产生副反应。施加处理剂后可以使聚氨酯胶片与有机玻璃界面的粘结强度提高40％左右。

摘要： 本发明公开了一种用于界面结合强度测试的设备及截面结合强度的测试方法，该设备包括：固定装置、滑动装置和试样夹持装置，所述固定装置包括基座、第一轴承座、第二轴承座、第一转轴和第二转轴；滑动装置包括导轨和滑轮；所述导轨与固定装置的基座固定连接；导轨限定所述滑轮沿导轨移动；所述试样夹持装置包括底盘和压板，滑动装置的滑轮固定在所述底盘的下部；所述压板用于将试样的端头固定在所述底盘。利用本发明截面结合强度测试设备及方法，试样界面结合强度检测结果稳定可靠、不同批次材料的结合强度结果可比性强。克服了钎焊式热交换器用铝钢复合带材采用常规的拉剪、撕裂、压剪等评价界面结合强度的方法，铝层会发生断裂，难以评价的问题。

摘要： 本发明公开了一种混凝土界面粗糙度判定方法及混凝土‑FRP界面切向黏结强度计算方法，涉及混凝土界面的技术领域，本发明旨在提供一种用于评定混凝土表面粗糙度的方法及基于这种方法确定混凝土‑FRP界面切向黏结强度方案，本发明利用激光测度仪获取混凝土表面的轮廓线，然后根据轮廓线的尺寸参数确定粗糙度系数，再基于粗糙度系数计算混凝土‑FRP界面的切向黏结强度。

摘要： 本发明公开了一种用于提高聚氨酯胶片与有机玻璃界面粘结强度的界面处理剂。以一定溶剂溶解聚氨酯胶片，得到聚氨酯的透明溶液，然后在溶液中引发丙烯酸同系物的聚合，得到丙烯酸聚合物的长分子链，控制反应条件，形成两者的接枝或互穿网络体系。在使用中，这种体系分别与PU、PMMA相容，可在两者之间形成一个过渡桥梁，改善两界面的相容性，提高界面粘结强度，且不降低原基材的透光度，不对有机材料产生副反应。施加处理剂后可以使聚氨酯胶片与有机玻璃界面的粘结强度提高40％左右。

摘要： 本发明制备了一种高界面强度和强界面导电性的碳纤维增强复合材料及其制备方法。碳纤维增强复合材料的改性树脂基体包括环氧树脂、固化剂、促进剂、纳米粒子。采用水热自组装的方法，通过调整乙二醇溶剂与纳米粒子的比例实现纳米粒子在碳纤维上的分布均匀与接枝量可控，通过高压多级乳化泵的强剪切力作用实现纳米粒子在树脂基体中的均匀稳定分散，制备了一种机械性能优异、界面结合强度高、导电性好的复合材料，解决了碳纤维增强复合材料界面结合弱及界面导电性差的问题，对高界面强度和强界面导电性的碳纤维增强复合材料的制备具有指导意义。

摘要： 一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置及利用其测试复合材料界面剪切强度的方法，它涉及一种复合材料界面剪切强度测试装置及测试复合材料界面剪切强度的方法。本发明的目的是要解决现有唯一能对实际待测复合材料样品进行纯粹界面强度定量测定的微脱粘测试装置因体积过大，难以在低温环境腔内集成，不能用于测量低温环境中复合材料的界面剪切强度的问题。装置包括固定基座、微拉伸测试系统和微滴夹持系统；方法：一、制备界面剪切强度测试试样；二、界面剪切强度测试；三、根据公式计算复合材料界面剪切强度τ。本发明可获得一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置及利用其测试复合材料界面剪切强度的方法。

摘要： 本发明制备了一种高界面强度和强界面导电性的碳纤维增强复合材料及其制备方法。碳纤维增强复合材料的改性树脂基体包括环氧树脂、固化剂、促进剂、纳米粒子。采用水热自组装的方法，通过调整乙二醇溶剂与纳米粒子的比例实现纳米粒子在碳纤维上的分布均匀与接枝量可控，通过高压多级乳化泵的强剪切力作用实现纳米粒子在树脂基体中的均匀稳定分散，制备了一种机械性能优异、界面结合强度高、导电性好的复合材料，解决了碳纤维增强复合材料界面结合弱及界面导电性差的问题，对高界面强度和强界面导电性的碳纤维增强复合材料的制备具有指导意义。

摘要： 本发明公开了一种同时预测薄膜‑基底系统界面强度和界面韧性的方法，包括以下步骤：步骤一：建立薄膜与基底之间界面应力和界面分离位移之间的关系；步骤二：根据步骤一中界面应力和界面分离位移之间的关系，利用薄膜在90度下的撕脱实验，建立薄膜的最大撕脱力与界面强度和界面韧性之间的关系；步骤三：根据步骤二中薄膜的最大撕脱力与界面强度和界面韧性之间的关系，以及薄膜在90度撕脱角下，薄膜达到稳态阶段的撕脱力数值上等于界面韧性，同时得到界面强度和界面韧性。

摘要： 本发明提供了一种获得复合材料胶接界面孔隙率及界面强度的方法，其包括以下步骤：S1、通过预埋含有不同孔占比的聚四氟乙烯薄膜缺陷的方法获得一系列不同粘接强度的胶接试验件；S2、利用超声检测仪A扫的方法建立超声信号与孔隙率的关系曲线，将胶接试验件进行性能测试，获得孔隙率与力学性能的关系曲线，从而建立超声信号、孔隙率和力学性能的关系曲线；S3、对待测产品进行超声检测仪A扫，获得相应的超声信号，评估待测产品的孔隙率，评估待测产品的力学性能。本发明改变了弱胶接试验件需要靠长期生产过程中积累的传统模式，在短时间即可制造出不同粘接强度的试验件，大大提高对试验件的制造效率。