复合材料实验
复合材料拉伸强度实验报告

复合材料拉伸强度实验报告引言在现代工程应用中,复合材料广泛应用于各种领域,如航空航天、汽车制造和建筑材料等。
复合材料具有轻质、高强度和优异的特性,成为替代传统材料的理想选择。
复合材料的性能评价是保证其可靠性和安全性的重要方面之一。
其中拉伸强度是评价复合材料性能的关键参数之一,本实验旨在通过拉伸实验来研究复合材料的拉伸强度。
实验目的本实验的目的是通过拉伸实验测量复合材料的拉伸强度,并分析影响拉伸强度的因素。
实验原理1.拉伸强度:复合材料的拉伸强度是指材料在拉伸载荷作用下抵抗破坏的能力。
拉伸强度越高,材料的抗拉性能越好。
拉伸强度可以通过测量材料在拉伸实验中的抗拉应力和断裂断口面积来计算。
2.实验装置:本实验使用万能试验机进行拉伸实验。
该试验机能够施加垂直于试样轴向的拉伸载荷,并测量试样的应变和应力。
3.试样制备:在本实验中,采用常见的矩形试样制备方法制备复合材料试样。
4.实验步骤:–制备复合材料试样;–安装试样到万能试验机;–施加拉伸载荷;–记录试样的应变和应力;–停止加载直到试样破裂;–计算拉伸强度。
实验过程1.试样制备:–准备复合材料板材;–使用切割工具切割板材为一定尺寸的矩形试样。
2.试样安装:–将试样固定在万能试验机的夹具上;–确保试样均匀受力,避免应力集中。
3.施加拉伸载荷:–控制万能试验机施加的拉伸速度;–开始施加拉伸载荷,记录载荷和试样的应变。
4.记录数据:–在拉伸过程中,定期记录应变和应力;–在试样破裂之前停止加载。
5.数据处理:–根据记录的应变和应力数据计算平均拉伸强度;–将强度数据进行分析和比较。
实验结果和讨论1.实验数据:–在实验中记录了多组试验数据;–每组数据包括载荷和应变。
2.结果分析:–对每组数据计算平均拉伸强度;–比较不同组数据的拉伸强度。
3.影响因素:–分析试样尺寸对拉伸强度的影响;–讨论复合材料成分和制备工艺对拉伸强度的影响。
4.结果讨论:–分析实验结果,探讨拉伸强度与试样尺寸、复合材料成分和制备工艺之间的关系;–讨论实验结果与理论模型之间的一致性。
复合材料与工程专业实验

复合材料与工程专业实验
复合材料与工程专业实验通常包括以下几个方面:
1. 复合材料制备实验:本实验旨在掌握复合材料的制备原理和
方法。
通常包括树脂基复合材料和金属基复合材料等类型,涉及到的
制备方法有手工层叠法、自动叠层法等。
2. 复合材料性能测试实验:本实验旨在了解复合材料的力学性
能和物理性能。
通过进行拉伸、压缩、剪切等力学测试,以及热膨胀、导热性等物理测试,可以进一步了解复合材料的性能。
3. 复合材料微结构表征实验:本实验旨在掌握复合材料的微结
构以及组织形态。
通过扫描电镜、透射电镜等技术手段,可以进行复
合材料的微观观察和分析。
4. 复合材料加工实验:本实验旨在了解复合材料的加工方法和
加工影响。
包括复合材料的剪断加工、钻孔加工、高速切割加工等方法,同时考虑复合材料加工过程对复合材料性能的影响。
以上实验都是复合材料与工程专业必修的实践性课程,通过这些
实验,学生可以更加深入地了解和掌握复合材料的制备、性能和应用。
碳纤维复合材料金相实验方法及实验结果

碳纤维复合材料金相实验方法及实验结果摘要:本文旨在介绍碳纤维复合材料的金相实验方法以及实验结果。
碳纤维复合材料由于其轻质、高强度和优良的耐腐蚀性能,已广泛应用于航空航天、汽车和其他工业领域。
然而,由于其非均质性和复杂的结构,准确评估和分析碳纤维复合材料的金相特性是一项具有挑战性的任务。
因此,通过金相分析方法,我们可以了解碳纤维复合材料的组织结构、相态特征和缺陷等重要信息,以便更好地理解其性能和应用。
引言:碳纤维复合材料的金相分析在材料研究和工程应用中起到了关键作用。
通过金相实验方法,我们可以观察和评估材料的微观结构,了解不同相的分布和形态,并检测可能存在的缺陷和瑕疵。
因此,建立一套准确可靠的金相实验方法对于深入理解碳纤维复合材料的性质至关重要。
实验方法:1. 样品制备:选择合适的碳纤维复合材料样品,并在标准实验条件下进行制备。
保持样品表面的光洁度,并避免造成机械损伤或化学污染。
2. 试样的切割:使用恰当的切割工具和技术将样品切割成需要的尺寸。
注意避免产生裂纹或切口不均匀的情况。
3. 样品固定和打磨:使用适当的固定剂将切割好的样品固定在试样支架上,并进行必要的打磨和抛光,以消除切割过程中产生的表面缺陷。
4. 试样腐蚀:根据需要,采用适当的腐蚀剂对样品进行腐蚀处理,以清除表面的氧化膜或其他污染物。
5. 样品镜面蚀刻:使用适当的蚀刻剂对样品进行镜面蚀刻,以显现材料的金相结构和微观特征。
6. 金相显微观察:使用金相显微镜观察样品的显微结构,并记录和拍摄所观察到的图像。
7. 结果分析:根据金相显微观察所得的图像,分析样品的组织结构、相态特征和缺陷情况。
进行定性和定量评估,以获得对样品金相特性的全面理解。
实验结果:通过金相实验方法对碳纤维复合材料进行分析和观察,我们得到了以下实验结果:1. 碳纤维复合材料呈现出分散均匀的纤维结构,并且无明显的内部孔隙。
2. 碳纤维和基体材料之间形成良好的结合和界面。
3. 样品表面存在少量的氧化膜,但无明显的表面缺陷或腐蚀现象。
复合材料理化实验室功能描述

复合材料理化实验室功能描述
复合材料理化实验室是用于研究和测试复合材料的物理和化学
性质的实验室。
该实验室通常包括多个功能区域,以支持不同类型
的实验和研究。
以下是复合材料理化实验室的功能描述:
1. 材料制备区,这个区域通常包括材料混合、成型和固化设备,用于制备不同类型的复合材料样品。
这些设备可能包括搅拌设备、
压制机、烘箱等,以支持复合材料的制备工作。
2. 材料性能测试区,这个区域通常包括各种测试设备,用于评
估复合材料的力学性能、热学性能、电学性能等。
例如,拉伸试验机、冲击试验机、热分析仪、扫描电镜等设备可用于评估复合材料
的性能。
3. 化学分析区,这个区域通常包括用于分析复合材料成分和结
构的设备和仪器。
例如,质谱仪、红外光谱仪、元素分析仪等设备
可用于分析复合材料的化学成分和结构。
4. 环境模拟区,这个区域通常包括用于模拟不同环境条件下复
合材料性能的设备。
例如,恒温恒湿箱、紫外光老化箱等设备可用
于模拟复合材料在不同环境条件下的性能变化。
5. 数据分析区,这个区域通常包括用于处理和分析实验数据的计算机和软件。
研究人员可以使用这些设备对实验数据进行统计分析、建模和模拟,以支持复合材料研究的进一步发展。
综上所述,复合材料理化实验室的功能包括材料制备、性能测试、化学分析、环境模拟和数据分析,以支持复合材料的研究和开发工作。
这些功能区域相互配合,为研究人员提供了一个全面的实验平台,以深入理解复合材料的物理和化学特性。
复合材料拉伸强度实验报告

复合材料拉伸强度实验报告实验目的:1. 通过拉伸实验测定复合材料的拉伸强度。
2. 分析复合材料的断裂表现和失效模式。
实验仪器与材料:1. 试样:复合材料拉伸试样2. 试验机:用于施加拉伸载荷的万能材料试验机3. 夹具:用于固定试样的拉伸夹具4. 测量设备:用于测量力和伸长量的测力计和位移传感器5. 手套、眼镜等个人防护装备实验步骤:1. 准备试样:根据国际或国内标准的规定,将复合材料切割成符合尺寸和形状要求的试样。
试样应有充分的代表性,例如,使用不同方向的纤维布层制备试样以测试材料的各向异性。
2. 安装试样:将试样的两端固定在拉伸夹具上,确保试样处于较长的拉伸状态,并保持试样在试验过程中不发生滑动和扭转。
3. 预加载:在施加最大载荷之前,先施加一定的预弯载荷,以提前伸长试样并保证其在试验过程中的一致性。
4. 施加拉伸载荷:在试验机上设置拉伸速率和试验温度,并在试验过程中记录载荷和相应的伸长量。
根据试验要求,可选用不同的加载方式,如一次加载或多次加载。
5. 记录试验数据:根据试验机的测量设备,实时记录载荷和伸长量的变化,并制成相应的应力-应变曲线。
6. 分析试验结果:根据实验数据,计算出复合材料的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率等力学性能指标。
分析试验过程中的失效模式和断裂表现,如断裂形态、断口特征等。
安全注意事项:1. 在进行实验前,了解试验材料的性质和使用要求,并遵守相关的安全操作规程。
2. 佩戴个人防护装备,如手套和眼镜,以防止试样断裂时的碎片对人身安全造成伤害。
3. 仔细检查试验设备和夹具的固定情况,确保试样在测试过程中稳定且无滑动。
4. 控制试验机的加载速率,避免过快加载导致试样失稳或突然破坏。
5. 实验结束后,及时清理实验现场,确保实验设备和试样的安全存放。
实验结果与讨论:根据实验数据和分析结果,得出复合材料的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率等力学性能指标。
实验中观察到的断裂表现和失效模式可提供对该复合材料性能的评价和分析依据。
复合材料压缩实验报告总结

复合材料压缩实验报告总结复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到广泛应用。
为了研究复合材料在压缩载荷下的力学性能,本实验对不同类型的复合材料进行了压缩实验,并对实验结果进行了分析和总结。
一、实验目的本次实验旨在研究不同类型的复合材料在压缩载荷下的力学行为,探索其抗压性能和变形特点。
二、实验装置和方法1. 实验装置:采用万能试验机作为压缩装置,配备相应的夹具和传感器。
2. 实验方法:选取不同类型的复合材料样品,按照标准尺寸制备,并在试验机上进行压缩加载。
记录加载过程中的载荷-位移曲线,并测量样品断裂前后的尺寸。
三、实验结果与分析1. 载荷-位移曲线:通过对不同类型复合材料样品进行压缩加载,记录其载荷-位移曲线。
根据实验数据绘制曲线图,观察曲线的特点和变化趋势。
2. 抗压性能:根据载荷-位移曲线,可以得到复合材料的抗压强度和抗压模量。
比较不同类型复合材料的抗压性能,分析其差异原因。
3. 变形特点:观察样品在加载过程中的变形情况,包括临界载荷下的屈曲、破坏模式等。
分析不同类型复合材料的变形特点,并与传统材料进行对比。
四、实验结论1. 不同类型复合材料在压缩载荷下表现出不同的力学行为,其中某些类型的复合材料具有较高的抗压强度和抗压模量。
2. 复合材料在加载过程中呈现出一定的屈曲和破坏模式,这与其内部纤维排列、基体性质等因素有关。
3. 与传统材料相比,复合材料具有更好的抗压性能和变形特点,在工程应用中具有广阔前景。
五、实验总结通过本次实验,我们对不同类型复合材料在压缩载荷下的力学行为有了更深入的了解。
复合材料具有优异的力学性能和变形特点,对于提高工程结构的强度和轻量化具有重要意义。
然而,复合材料的制备工艺和性能预测仍然存在一定挑战,需要进一步研究和改进。
希望通过本次实验可以为相关领域的研究和应用提供一定参考。
复合材料综合实验心得体会

复合材料综合实验心得体会复合材料综合实验心得体会在本学期的复合材料综合实验中,我有幸参与了复合材料的制备与性能测试,并在教师的指导下进行了一系列的实验操作和数据分析。
通过这次实验,我深刻认识到了复合材料的重要性,同时也积累了很多宝贵的实践经验和知识。
首先,我认识到了复合材料在工程领域中的广泛应用。
复合材料由两种或多种不同性质的材料经过特定方法组合而成,具有独特的综合性能。
在实验中,我们制备了碳纤维增强聚合物基复合材料,并通过拉伸实验、弯曲实验和冲击实验测试了其力学性能。
结果表明,相较于传统材料,复合材料具有更高的强度和硬度,能够满足更高要求的工程应用。
在汽车、航空航天、建筑等领域中,复合材料的使用已成为一种趋势,这也使我更加坚定了学习和掌握复合材料技术的决心。
其次,我在实验中学到了很多实际操作的技巧。
制备复合材料的过程中,涉及到许多实验操作,如纤维预处理、复合材料层压、固化等。
这些操作需要仔细、细致地进行,以确保复合材料制备的质量。
通过实际操作,我学会了如何选取合适的纤维材料和树脂,如何控制层压过程中的温度和压力,如何计算复合材料的体积分数等。
这些技巧对于我以后从事相关工作非常重要,而且也培养了我的动手能力和实际操作的经验。
此外,在实验中我还学到了数据处理和分析的方法。
实验数据的处理和分析是科学研究和工程设计中必不可少的环节。
通过实验中获得的拉伸强度、弯曲强度等数据,我学会了如何绘制应力-应变曲线、弯曲载荷-挠度曲线,并用数学方法进行拟合和分析。
这些数据和分析结果不仅有助于评估复合材料的力学性能,也对于我们了解其内在结构和行为有着重要的意义。
在今后的研究和工程实践中,我会继续加强对于数据处理和分析方法的学习和运用。
总的来说,本学期的复合材料综合实验对我有着重要的意义。
通过实际操作和数据分析,我对于复合材料的特性和应用有了更深入的认识,也积累了实践经验和技能。
我相信这些经历将对我未来的学习和工作有很大帮助,同时也为我开拓了更广阔的科学研究和工程应用领域。
复合材料力学特性的实验研究与分析

复合材料力学特性的实验研究与分析复合材料作为一种新型的材料,具有重量轻、强度高等优点,在航空、汽车、船舶和建筑等领域得到了广泛的应用。
复合材料的力学特性直接影响着其应用效果,因此探究复合材料的力学特性是非常重要的。
本文将介绍复合材料的力学特性实验研究与分析。
一、复合材料的力学特性复合材料是由两种或两种以上不同类型的材料通过某种方法组合而成的材料。
由于其复杂的组成结构,复合材料的力学特性与金属类材料有很大的差异。
主要表现在以下方面:1. 各向异性复合材料由于其随机堆积的纤维,导致其各向异性的特性明显。
在不同的方向下,其力学性能会有不同的变化。
2. 前向球性复合材料的前向球性表示在纤维层的合成过程中,由于操作失误或其他原因导致其相互之间的位置偏移,从而形成不均匀的结构。
这也是导致各向异性的一个原因。
3. 薄层状结构复合材料的复杂结构形成了一种薄层状的结构,这种结构是由各种不同类型材料组成的3D结构体。
复合材料的这种独特结构使其在随意弯曲和受力时表现出了很强的强度和刚度,成为了代替传统材料的新选择。
二、复合材料的力学试验方法在研究复合材料的力学特性时需要进行力学试验,以获得复合材料力学性能参数。
在复合材料的力学试验中,需要选取合适的试样,考虑到复合材料各向异性的特性,需要选择不同的试样形式和加载方向。
目前,常用的复合材料力学试验方法主要有以下几种:1. 拉伸试验拉伸试验是测量材料拉伸应力、拉伸应变的试验。
在拉伸应力-应变曲线中,可以得到杨氏模数、拉伸强度等材料强度参数。
在复合材料中,需要考虑其各向异性,选择合适的载荷方向和试验条件。
2. 剪切试验剪切试验是测量材料剪切应力、剪切应变的试验。
在复合材料的剪切试验中,需要考虑热应力、交叉连接等因素对复合材料剪切力学特性的影响。
3. 弯曲试验弯曲试验是测量材料弯曲应力、弯曲应变的试验。
在复合材料弯曲试验中,需要考虑其各向异性特性,选择不同的载荷方向和试验条件。
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材料科学与工程专业实验第三篇复合材料实验材料科学与工程学院材料系目录实验1 酚醛树脂凝胶时间、挥发分、树脂含量和固体含量测定实验2 单丝强度和弹性模量测定实验3 丝束(复丝)表观强度和表观模量测定(参照GB3362-82)实验4 树脂浇注体制作及其巴科尔硬度测试实验5 手糊成型工艺试验实验6 复合材料模压工艺试验实验7 层压工艺试验实验8 热塑性塑料注射成型实验 9 复合材料真空导入成型工艺试验实验10 RTM成型工艺试验实验1 酚醛树脂凝胶时间、挥发分、树脂含量和固体含量测定一、实验目的掌握对酚醛树脂几个重要技术参数的测定方法,证实酚醛树脂由B 阶向C 阶段过度时放出小分子的事实。
二、实验原理酚醛树脂由于苯酚上羟甲基(—CH 2OH )的作用,它的固化与环氧树脂和不饱和聚酯树脂不同,在加热固化过程中两个—CH 2OH 作用将会脱下一个H 2O 和甲醛(CH 2O ),甲醛又会马上与树脂中苯环上的活性点反应生成一个新的—CH 2OH 。
这个过程的快慢和放出水分子的本质,将需要用试验证实,从而帮助学生理解树脂含量和固体含量的不同含义。
三、实验仪器和设备分析天平、智能电热板、秒表、称量瓶或坩埚等。
四、实验步骤1、 将智能电热板设定至150±1℃且恒定,用一小块铝箔迅速取A 阶酚醛树脂的乙醇溶液1g~1.5g 放到智能电热板上,同时用秒表记时并开始用玻璃棒摊平和不断搅动,树脂逐渐变成粘稠起丝,直至起丝挑起即断时为终点,停止秒表,记录此时间,即为该树脂样品的150℃条件下的凝胶时间,以秒数表示。
重复操作三次,同一树脂每次相差不应大于5s ,取其平均值。
2、 取一已恒重的称量瓶或坩埚,称量为m 1,取1g 左右的A 阶酚醛树脂溶液于称量瓶中,称量总重为m 2,然后将它放入80±2℃的恒温烘箱中处理60min ,取出放入干燥器中冷却至室温,称量m 3,则树脂含量Rc 是指挥发溶剂后测出的溶液中树脂的百分比,即:%1001213⨯--=m m m m R C 3、 将称量为m 3的试样再放入160±2℃恒温烘箱中处理60min ,取出在干燥器中冷却至室温后称量为m 4,则固体含量Sc 是指A 阶树脂进入C 阶后树脂的百分比,即:%1001214⨯--=m m m m S C 挥发分Vc 就是指B 阶树脂进入C 阶段树脂过程中放出的水和其他可挥发的成分所占B 阶树脂的百分比,即:%1001343⨯--=m m m m V C 高温固化绝对脱水量(m 3-m 4)和溶剂量(m 2-m 3)与树脂溶液总量(m 2-m 1)之比称为总挥发量Fc :%1001242⨯--=m m m m F C 由此,Vc 与Fc 的区别是显而易见的。
思考题 1. 酚醛树脂凝胶时间测定中取树脂溶液的量多量少是否影响测量准确性?为什么?2. 酚醛树脂与环氧树脂在固化过程中的差别可以了解为什么模压酚醛树脂模塑料(预浸料)时要中途放气1~3次的原因,也能了解不同著作中所指树脂挥发分的物理意义。
实验2 单丝强度和弹性模量测定一、实验目的掌握单丝强度和弹性模量的试验方法。
二、实验原理单丝试样与材料力学实验的试样比较,其试样尺寸微小,因此,其测试设备也微小,但拉伸过程极为相似,计算拉伸强度和弹性模量的方法也相似。
三、实验仪器与设备单丝强力仪、带微米刻度的显微镜或千分尺、尖镊子。
四、实验步骤1. 了解单丝强力仪的工作原理和操作方法。
它的主要技术参数有7项:负荷量程范围;0~5N ;最小伸长读数0.01mm;下夹持器下降速度为2mm/min ~60mm/min ,最大行程100mm ;最小负荷感量10-4N ;工业电源:220V ,50Hz 。
单丝强力仪实际上是一台小型电子万能试验机,负荷数和伸长量均数字显示,外形由主机台、控制器和打印机三部分组成。
2. 准备和校验:将主机台控制器和打印机三部分用19芯和5芯连线连接,通电预热30min 。
检查“上升”和“下降”开关,看下夹器运动是否正常。
用100g 砝码调满,然后去砝码调零,再用50g 砝码校核负荷显示数,如有误差可反复调零和调满。
3. 选择拉伸速度2mm/min 。
4. 按图1所示选择单根碳纤维或玻璃纤维于纸框中位粘好。
试样至少10个,并编号。
5. 依编号将纸框在主机上夹头夹好,慢慢上升下夹持器,使之正好夹住纸框下端。
小心剪断纸框两边。
记录上下夹持器距离L 0。
6. 开启“下降”进行拉伸。
一般要求在20s 之内将纤维拉断。
显示屏自动显示最大负荷数和断裂伸长值。
7. 取下被拉断的单丝,放在显微镜物台上测量单丝的直径d ,或用杠杆千分表测d 值。
8. 按如下公式计算单丝拉伸强度和模量: 拉伸强度:24d P πσ=拉 拉伸模量:L d L P L L d P E ∆'=∆'=20244ππ=应变应力 式中:P--断裂负荷,N ;P ’--记录直线段上某一点的负荷,N;d--纤维单丝直径,mm;L 0--起始受拉单丝长度,mm;ΔL--对应于P ’那一点单丝伸长的长度,mm 。
9. 依编号拉伸,将所有有效试验的σ拉和E 分别计算其算术平均值X 、标准差S 和离散系数Cv 。
实验3 丝束(复丝)表观强度和表观模量测定(参照GB3362-82)一、 实验目的掌握丝束表观强度和表观模量测定法。
二、 实验原理丝束(复丝)和单丝不一样,它是一个多元体,如果直接加载拉伸,则纤维断裂参差不齐,所以国际规定将丝浸上树脂,让其粘结为一个整体。
然而这个整体由纤维和树脂掺杂组成,不是一个均匀体,于是就将此种情况下测试的丝束强度和模量用“表观”二字限定。
三、 实验仪器和材料万能试验机、牛皮纸和环氧树脂及固化剂。
四、 实验步骤1. 选定已知支数和股数的玻璃纤维或碳纤维,使之浸渍常温固化的环氧树脂和固化剂的混合物(如E-51 100g 、丙酮20g 、二乙烯三胺10g )。
然后将已浸树脂的丝束剪成长度为360mm 左右的丝束,共10根,并排放在脱膜纸上,并保证有250mm 长的平直段,两头用夹子夹住拴一小重物使图 1 单丝试样制作纸框图1-单丝;2-折迭痕;3-纸框;4-上夹头夹处5-剪断处;6-下夹头夹处丝束展直,并在两头粘上牛皮纸加强(如图1),放置80℃烘箱中0.5小时固化定形。
图1纤维束拉伸试验试样 1—纤维束 2—纸片2. 了解万能试验机的使用方法,选择0~500N 的量程和15mm/min 的拉伸速度。
3. 将试样的牛皮纸加强部分在试验机上下夹头夹住。
取规定的标距200mm 。
4. 进行拉伸试验,记录每个样品的断裂载荷P b 和负荷变形曲线。
断裂在夹头处的样品作废。
有效试样不能低于5根。
5.取一定长度为L 的丝束一段,称其质量为m,则该纤维束的线密度t=m/L(g/mm 或g/m)。
6.按下式分别计算丝束的表观强度σt 、表观模量E α和股强度f :tP A P b b t ρσ== L L A P E a ∆⋅∆=0 n P P f b b ==丝束股数 式中:P b ——断裂载荷,N ;ρ——纤维密度(玻璃纤维2.55g/cm 3,碳纤维1.87g/cm 3); A ——丝束的横截面积,ρtA =,mm 2; △P ——变形曲线直线段上某一载荷值,N ;∆L ——对应∆P 的标距L 0的变形量,mm ;L 0——测试规定的标距,mm ;n ——丝束中所含纱的股数。
7.求t σ和E α的算术平均值、标准差和离散系数。
8.学生可以测定一组不浸胶丝束的强度数据,观察断裂模式的不同。
实验 4 树脂浇注体制作及其巴科尔硬度测试一、 实验目的1. 掌握树脂浇注体工艺技术要点;2. 学会清除热应力方法的操作要点;3.掌握巴科尔(Barcol)硬度计的使用方法。
二、实验内容1.选择适合于浇注的树脂配方,并进行树脂浇注、固化;2.对树脂浇注体试样进行热应力清除;3.用巴科尔硬度计检测树脂浇注体的固化情况,比较热应力清除前后巴氏硬度的变化。
三、实验原理以聚合物为基体的复合材料制品在设计时基体的性能数据通常用树脂浇注体性能来代替,掌握树脂浇注技术很有必要。
本实验的重点是学习树脂浇注技术,包括选择合理的配方、合理的固化制度以及搅拌、真空脱泡、浇入模具等操作内容。
建议浇注马丁耐热和热变形温度试验的试样(每种3根),其模具空腔尺寸为:马丁耐热试样:120mm×15mm×10mm热变形温度试样:120mm×10mm×15mm树脂浇注体或树脂基复合材料在热固化之后由于高温交联固化反应,体积会发生微量收缩,冷却后就存在不同程度的热应力,如果这种内应力不消除,将导致所测试的某些性能存在很大误差。
这也就是为什么要制定“树脂浇注体力学性能试验方法总则(GB2567-81)”和“纤维增强塑料性能试验方法总则(GB1446-83)”的原因。
四、实验仪器和设备1.平板浇注模具,马丁耐热和热变形温度试样模具;2.巴科尔硬度计;3.必要的树脂和固化剂等。
五、实验步骤1.选择一个合理的浇注用树脂配方并实施浇注和固化(1)对浇注用树脂配方最重要的要求有两条:一是在加热过程和固化反应中不挥发或不放出可挥发的小分子;二是温度在T i以下它的粘度较小,或随温度逐渐升高粘度变大缓慢。
否则,得不到好的树脂浇注体样品。
(2)提供两个参考配方:不饱和聚酯树脂配方:聚酯树脂196#100(质量份)过氧化苯甲酰糊3(质量份)40℃-50℃预固化3h后再在100℃固化2h环烷酸钴促进剂 1.0(质量份)环氧树脂配方:环氧树脂-51 100(质量份)MNA 80(质量份)100℃预固化2小时后再在160℃固化2小时苄基二甲胺促进剂 1.0(质量份)(3)清理模具,在配合面和模腔内表面涂上薄薄一层硅脂,一方面便于脱模,另一方面保证树脂在加热后粘度变小时不致漏流;(4)将称量好的树脂配方中的各组分(其中10g以上精确到0.5g促进剂精确到0.1g)混合并用玻璃棒直立在容器中画圈搅拌均匀,防止把空气打进树脂中。
静置10min,观察树脂中的气泡上升在表面集聚的状态,如它们不自动消失就有必要在真空瓶中脱泡,即马上将试样放入真空干燥瓶中,用真空泵与上部的出口阀相连,缓慢打开阀门,使干燥瓶中的试样减压消泡;(5)将模具放入固化炉中,并调置模具于水平状态;(6)将无气泡树脂流体靠模具一边慢慢倒入模具中(不要断流,切勿带入气泡),马上检查有无漏滴。
如有漏流,则应倒出树脂重新清理模具,重新操作;(7)按固化制度升温固化;(8)将固化好的树脂浇注体冷却脱模、修边或制作试样;(9)目测固化好的树脂浇注体外观,并作出评价。
然后用直尺侧立检查浇注体平面看是否翘曲。
有内应力它就会翘曲变形,特别是薄板或面积较大的板。