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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K45

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