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聚合物梯度材料的制备及材料结构与性能研究

梯度功能材料(Functionally gradient materials,简称FGM)是将两种或两种以上具有不同性质的原料组分,通过采用不同以往的复合技术使材料内部的微观要素在某特定方向呈连续的梯度变化,从而使材料的物性参数也呈连续梯度变化的一类新型复合材料。由于FGM的概念最初是应宇航技术对超耐热材料的要求而产生的,所以在过去十几年里,其研究和应用主要集中在金属/陶瓷等无机小分子复合材料领域,相比之下,有关聚合物材料梯度功能化的研究开展得较少,而应用传统的聚合物加工方法和设备直接进行聚合物梯度功能材料的研究还未见报道。本论文融合了梯度功能材料的思想与聚合物共混和填充改性原理,将聚合物的一次成型和二次成型有机地结合起来,提出了一种以聚合物挤出技术为主的利用传统的聚合物加工方法和设备制备聚合物基梯度材料的新方法,并用此方法试制了不同组合、不同形状的共混型和填充型聚合物梯度材料。圆筒状梯度材料的实验结果表明,材料的组成、结构和性  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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金属—陶瓷梯度材料强度问题的理论研究

金属/陶瓷梯度材料在热冲击下强度问题的研究是未来航空航天、核能以及国防武器装备的关键技术之一。将损伤和断裂力学理论与材料科学、物理学相结合,考虑材料细观或微观结构、变形物理机制和损伤几何构形,建立宏、细、微观相结合的破坏力学,具有重要的理论意义和应用价值,它将为材料设计和优化、失效分析等提供先进有效的理论工具。本文通过对梯度材料内部缺陷所决定的材料破坏机理分析,建立了梯度材料损伤和断裂的统计模型。研究了梯度材料所遵循的连续介质力学理论。论文所做的主要工作,按照论文的顺序叙述如下:1.分析了梯度材料在热冲击下的微观破坏机理。材料的破坏是梯度材料内部缺陷所决定、由热冲击所诱导的。在热冲击下,微裂纹成核并发展,直至宏观裂纹出现。热冲击下梯度材料的损伤和断裂是脆性的。2.结合梯度材料非均匀的特点,并针对热冲击的特征,依照连续介质力学的基本理论整理推导出了梯度材料热冲击问题所满足的控制方程。3.应用统计理论的方法,结合微裂纹演化的微观机理...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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乳液法制备含氟丙烯酸酯聚合物自组织梯度材料

目前,自组织共混型高分子梯度材料的研究已经引起越来越多的关注。由于形成自组织高分子梯度材料的多组分共混物中某组分被接枝具有特定功能的官能团,因此该组分能自发地向材料表面迁移富集,自组织形成梯度结构,从而可得到各种具有特殊功能的材料表面。另外,共混聚合物在静态退火过程中,由于外界因素的影响,也会形成梯度分布的相形态。由于含氟丙烯酸酯聚合物的表面能比丙烯酸酯聚合物低,通过控制成膜条件,含氟丙烯酸酯聚合物共混乳液在成膜时会发生自组织行为(如自分层),可以使膜的一侧表面具有有机氟本身的耐腐蚀、耐老化、长寿命、抗污自洁及防水等优点,而另一侧表面具有聚丙烯酸酯的优良粘接性,从而获得性价比高的含氟丙烯酸酯聚合物自组织梯度材料。本工作的主要创新包括以下几点:(1)首次全面、系统地研究了含氟丙烯酸酯核壳乳液自组织形成梯度结构的成膜条件,并详细探讨了含氟组分在核壳结构的乳胶粒中的位置对乳胶膜性能的影响。(2)全面讨论了共混物组成浓度、成膜基材及热处...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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先驱体转化法制备无机基/有机聚合物梯度材料

本研究旨在采用表面加载高温高密度热流方法,在材料内部沿热流方向形成使陶瓷先驱体进行梯度裂解的温度梯度,并通过多次表面浸渍—裂解循环致密工艺制备表面耐高温氧化性能优异的陶瓷/聚合物梯度材料,为今后研制具有陶瓷耐烧蚀性能的聚合物耐烧蚀材料打下基础。文中在进行对比分析几种常用的陶瓷先驱体聚合物性能、成本的基础上,选用了两种国内生产的低成本的聚甲基硅氧烷树脂SAR-9和SAR-2作陶瓷先驱体,制备具有耐高温氧化性能的Si-C-O陶瓷。通过惰性环境DTA和热失重分析得出SAR-9的裂解温度范围是230—837℃,陶瓷转化率大于85%。对不同裂解温度下的裂解产物进行了FTIR、XRD及DTA-TG测试分析,结果表明SAR-9在1200℃裂解转化生成Si-C-O陶瓷的耐氧化性能最好,在1000℃高温空气氧化失重率为0.4%,而900℃、1600℃裂解转化的产物的失重率分别为2.2%、2.6%。以1:1碳纤维布增强SAR-9聚合物基复合材料为坯...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

《粉末冶金技术》2016年06期
粉末冶金技术

梯度材料

应该称作"梯度功能复合材料"(Functionally Gradient Mate-rials,简称FGM),又称倾斜功能材料。梯度材料的思路由来已久,古人很早就根据...  (本文共1页) 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》2015年S1期
稀有金属材料与工程

Y_2O_3-Nb/Y_2O_3复合梯度材料的研究

采用一次成形烧结的方法成功制备了Y_2O_3-Nb/Y_2O_3复合梯度材料,并用XRD、SEM及EDS表征了其相组成和组织结构。结果表明该复合梯度材料中除气相外只有Y_2O_3相和N...  (本文共3页) 阅读全文>>