力學(xué)性能論文精品(七篇)

時(shí)間：2022-04-20 08:19:13

序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇力學(xué)性能論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

力學(xué)性能論文

篇(1)

試驗(yàn)原料為真空冶煉并鍛造而成的鍛坯，首先在鍛坯上截取直徑為4.0mm、長(zhǎng)10.0mm的圓柱試樣，采用熱膨脹儀測(cè)得合金鋼材料的A1和A3分別為710℃和930℃。采用二輥軋機(jī)將1200℃保溫90min的鍛坯熱軋為厚度為3.0mm的熱軋板，并對(duì)其依次進(jìn)行酸洗、冷軋，最后得到厚度為1.2mm的雙相鋼冷軋薄板，其主要化學(xué)成分w(%)：0.10C、1.35Si、1.88Mn、0.007P、0.0056S，余量為Fe。在冷軋鋼板上沿軋制方向截取長(zhǎng)220mm、寬60mm雙相鋼試樣，并進(jìn)行連續(xù)退火試驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的A1和A3，確定退火溫度分別為735、760、785、810和835℃。將試樣加熱至退火溫度并進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為6min，然后將試樣冷卻至685℃后淬火到240℃，保溫12min后冷卻至室溫。對(duì)工藝參數(shù)不同的退火板取樣，利用熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡及EBSD技術(shù)對(duì)其進(jìn)行顯微組織觀察和相結(jié)構(gòu)分析，并采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)其力學(xué)性能按照國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行測(cè)試。

2試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1顯微組織

圖1是退火溫度為735、760、785、810和835℃時(shí)雙相鋼連續(xù)退火后的組織?？梢钥闯?，不同溫度條件下的退火組織均為馬氏體和鐵素體，無(wú)明顯差異。同時(shí)發(fā)現(xiàn)馬氏體（硬相）呈凸起島狀，且均勻分布在鐵素體（軟相）的晶界上，形成了由軟相和硬相組成的雙相組織[4]。通過(guò)ImagesProPlu和彩色金相圖片對(duì)不同退火溫度下馬氏體的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行定量分析，研究組織中的相構(gòu)成[5]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，馬氏體的體積分?jǐn)?shù)隨退火溫度的升高由13.8%增加至19.7%，且馬氏體島尺寸增大。這是由于在退火過(guò)程中，奧氏體隨退火溫度的升高逐漸增多；同時(shí)，C元素以及其他合金元素的擴(kuò)散率也增大，奧氏體的尺寸增大。大部分奧氏體組織在淬火處理后轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，增加了馬氏體的體積分?jǐn)?shù)以及尺寸。由圖1還可以看到，馬氏體島中心位置顏色較暗，而與鐵素體交界區(qū)域出現(xiàn)了光亮圈。這是因?yàn)镃元素的熱擴(kuò)散速率較大，使其在連續(xù)退火過(guò)程中擴(kuò)散較充分，使鐵素體與奧氏體中的碳濃度達(dá)到了平衡狀態(tài)。而Mn元素在奧氏體組織中的擴(kuò)散速率小于其在鐵素體組織中的擴(kuò)散速率，導(dǎo)致鐵素體與奧氏體的交界區(qū)域成為富Mn區(qū)，而淬透性與Mn的含量呈正比例關(guān)系，不同淬透性導(dǎo)致其內(nèi)部較暗，而與鐵素體的交界呈現(xiàn)光亮圈。

2.2相結(jié)構(gòu)

退火溫度分別為735℃和785℃時(shí)，汽車用高Si雙相鋼材料連續(xù)退火后的EBSD圖像如圖2所示。（采用黑色標(biāo)記殘余奧氏體，其他顏色標(biāo)記馬氏體和鐵素體）可以看出，不同退火溫度條件下雙相鋼組織中均得到了分布于鐵素體晶界上的粒狀殘余奧氏體組織。這是由于雙相鋼材料中Si元素的含量較高，在退火過(guò)程可促進(jìn)鐵素體中C元素向奧氏體擴(kuò)散，提高了奧氏體相中的含碳量；同時(shí)在冷卻過(guò)程中Si元素還可以對(duì)碳化物的析出起到抑制作用，降低了奧氏體相中的碳損失。高碳奧氏體相的Ms點(diǎn)較低，因此具有較高的熱穩(wěn)定性，在室溫條件下穩(wěn)定存在并被保留。經(jīng)測(cè)量，殘余奧氏體的晶粒直徑均小于1μm，穩(wěn)定性較高。圖3給出了雙相鋼在760℃時(shí)退火后的透射照片?？梢钥闯?，部分殘余奧氏體組織呈薄膜狀，分布于板條馬氏體組織中。薄膜狀?yuàn)W氏體由于尺寸較小，同時(shí)周圍包裹了馬氏體束，提高了其成核所需表面能，因此增加了其向馬氏體轉(zhuǎn)變的難度。

2.3力學(xué)性能

表1給出了不同退火溫度下雙相鋼連續(xù)退火后的力學(xué)性能?？芍S著退火溫度升高，試驗(yàn)鋼抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)先升高后降低。這是由于當(dāng)退火溫度高于735℃后，馬氏體的體積分?jǐn)?shù)開(kāi)始急劇增加，抗拉強(qiáng)度也隨之大幅提高；當(dāng)退火溫度超過(guò)785℃后，馬氏體的體積分?jǐn)?shù)不再增加，但在冷卻階段生成的鐵素體體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，相比原始鐵素體，新生鐵素體的含碳量較高，導(dǎo)致馬氏體的含碳量下降，抗拉強(qiáng)度也隨之降低。傳統(tǒng)低Si雙相鋼材料的抗拉強(qiáng)度為630MPa時(shí)，伸長(zhǎng)率為23.0%。相比之下，退火溫度為785℃時(shí)高Si雙相鋼材料的綜合力學(xué)性能較高，抗拉強(qiáng)度為702MPa時(shí)，伸長(zhǎng)率為25.5%，均高于傳統(tǒng)低Si雙相鋼。伴隨退火溫度的升高，試驗(yàn)鋼的屈強(qiáng)比未發(fā)生明顯變化，最大為0.58，最小為0.44。傳統(tǒng)低Si雙相鋼材料的屈強(qiáng)比為0.47，相比之下，除735℃退火外，雙相鋼的屈強(qiáng)比較低，因此其成型性能較好。這是由于鋼中的Si元素不僅可以降低鐵素體中C元素的含量，還可以對(duì)冷卻及時(shí)效過(guò)程中碳化物的析出起到抑制作用，使C元素聚集在奧氏體中；此外，由于新生鐵素體出現(xiàn)的無(wú)沉淀區(qū)降低了雙相鋼的屈服強(qiáng)度，因此其屈強(qiáng)比也隨之下降。

3結(jié)論

篇(2)

關(guān)鍵詞：納米粉體，α-Fe2O3，力學(xué)性能

眾所周知，氧化鐵具有許多優(yōu)異的性能，在催化、磁性存儲(chǔ)、氣敏、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用[1-3]。近年來(lái)，納米氧化鐵的制備已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，各種粒徑均勻、形貌可控的納米氧化鐵的研究已陸續(xù)被報(bào)道[4,5]。氧化鐵有多種存在形式，如α-Fe2O3、β-Fe2O3、γ-Fe2O3、ε-Fe2O3、Fe3O4等，它們?cè)谛阅苌嫌休^大差異。

水熱法是一種重要的合成技術(shù)，具有環(huán)境友好、相對(duì)低溫、產(chǎn)物純度高以及所得顆粒分散性好、粒徑分布窄、晶型好等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為一種重要的制備納米材料的新技術(shù)。論文參考。本研究以氯化鐵和氨水作為原料，通過(guò)水熱反應(yīng)，粒徑約為80nm左右的球形α-Fe2O3納米粉體。

1. 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

試劑：FeCl3·6H2O，NH3·H2O。以上試劑均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司。

儀器：H-800透射電子顯微鏡，日本；D/Max-RB X-射線衍射儀，日本；馬弗爐，上海賀德試驗(yàn)設(shè)備有限公司；Spectrum 400紅外光譜儀，美國(guó)。論文參考。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱取一定量的FeCl3·6H2O，配制成1.5mol/L的溶液，向該溶液中緩慢地滴加氨水，得紅褐色的凝膠狀樣品。將該樣品放入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的高壓釜中，在120℃下反應(yīng)1min后冷卻至室溫。其中的沉淀物用蒸餾水洗滌數(shù)次后，在80℃干燥5h，得氧化鐵前驅(qū)體FeOOH。將前驅(qū)體于不同的溫度下煅燒，即可得α-Fe2O3納米粉體。

1.3樣品表征

應(yīng)用D/Max-RB X-射線衍射儀對(duì)樣品物相進(jìn)行表征，其條件為：Cu靶，Kα射線，λ=1.541Å，管電壓40kV，管電流100mA，掃描速度4°/min，掃描范圍(2θ)20-75°；應(yīng)用H-800透射電子顯微鏡對(duì)樣品的形貌和粒徑大小進(jìn)行了表征；應(yīng)用Spectrum 400紅外光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行表征。

2. 結(jié)果與討論

2.1 IR分析

圖1是將前驅(qū)體煅燒到400℃時(shí)所得的超細(xì)氧化鐵樣品的IR圖，顯示了氧化鐵的特征吸收峰。570cm-1的峰為Fe-O的伸縮振動(dòng)，480cm-1的峰為Fe-O的彎曲振動(dòng)。這一結(jié)果，與文獻(xiàn)報(bào)道的球形α-Fe2O3納米粉體的紅外光譜相當(dāng)。

圖1. 400℃時(shí)樣品的紅外光譜

2.2 XRD、TEM分析

圖2為前驅(qū)體在不同的溫度下煅燒5h后所得的XRD圖。從圖中可以看出，200℃時(shí)前驅(qū)體已經(jīng)完全分解成α-Fe2O3。在400℃其峰形與200℃時(shí)的峰相比更加尖銳，表明結(jié)晶度有所提高。根據(jù)Scherrer公式D=Kλ/βcosθ可計(jì)算出200、400℃時(shí)灼燒的樣品的平均粒徑分別為30、50nm。由此可見(jiàn)，隨著溫度的升高，所得的晶粒粒徑逐步變大，這一結(jié)果也說(shuō)明了較高的溫度有利于晶粒的生長(zhǎng)。

圖2. 樣品在不同溫度下的XRD圖

圖3為在400℃時(shí)灼燒的樣品的TEM圖。論文參考。從圖上可以看出，顆粒為球形，粒徑大約在80nm左右，分散性較好，團(tuán)聚不明顯。

圖3. 樣品的TEM圖

2.3 α-Fe2O3納米粉體對(duì)聚乙烯的力學(xué)性能影響

為了考察α-Fe2O3對(duì)聚乙烯力學(xué)性能的影響，將α-Fe2O3（加入量為5%）與聚乙烯（PE）做成復(fù)合材料，具體過(guò)程如下：

在轉(zhuǎn)矩流變儀中經(jīng)過(guò)混合、壓縮、均化，最后擠入成型。為了達(dá)到α-Fe2O3粉體在有機(jī)體中的均勻分布需要多次混合，因此，從擠出成型機(jī)上出來(lái)的復(fù)合料可再經(jīng)過(guò)造粒機(jī)造粒，將這些復(fù)合的顆粒再轉(zhuǎn)入到流變儀配料入口。這樣反復(fù)多次，就可使得α-Fe2O3粉體在PE中均勻分布，最后形成以α-Fe2O3粉體作為增強(qiáng)體，以PE為基體的復(fù)合材料。取一定長(zhǎng)度和直徑的這種復(fù)合材料（長(zhǎng)條形），通過(guò)萬(wàn)能儀測(cè)其拉伸強(qiáng)度，與相同形狀的純的PE對(duì)比，可以觀察到經(jīng)過(guò)增強(qiáng)以后PE的拉伸強(qiáng)度明顯提高（圖4）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可總結(jié)如下：

篇(3)

[關(guān)鍵詞] 骨組織工程；支架材料；力學(xué)性能；彈性模量

[中圖分類號(hào)] R318.08[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B[文章編號(hào)] 1673-7210（2010）11（b）-116-02

支架材料是骨組織工程研究的一個(gè)重點(diǎn)。骨支架材料要求除良好的生物相容性、生物降解性、骨傳導(dǎo)性、誘導(dǎo)性外，還需良好的力學(xué)性能[1]。支架材料植入體內(nèi)，需要支架材料與相鄰組織的力學(xué)性能相匹配[2]，因此對(duì)各種支架材料的力學(xué)性能需要應(yīng)有足夠的認(rèn)識(shí)。盡管對(duì)松質(zhì)骨力學(xué)性能的研究很多[3-4]，但很少有對(duì)不同支架材料的力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比。本文對(duì)生物衍生松質(zhì)骨、多孔聚乙烯、聚乳酸、聚羥基乙酸、磷酸三鈣共聚物的力學(xué)性能作了對(duì)比研究。由于生物衍生骨已被廣泛應(yīng)用于骨缺損的臨床治療，研究中選擇了四種不同密度的生物衍生松質(zhì)骨作為樣本。

1 材料與方法

1.1 試樣的制備

參照第四軍醫(yī)大學(xué)等生物衍生松質(zhì)骨（bio-derived cancellous bone, BDCB）的制作過(guò)程[5]：選用新鮮成年牛股骨端部，去除所附軟組織、軟骨組織及周邊皮質(zhì)骨量，制成10 mm×5 mm×5 mm的松質(zhì)骨長(zhǎng)方體骨塊，長(zhǎng)向沿承重方向。用50℃清水反復(fù)沖洗并清除骨髓（可用超聲波清洗），用蒸餾水浸洗12 h，恒溫（37℃）烘干箱烘干；將骨塊放入1∶1氯仿/甲醇溶液中浸泡、脫脂12 h（室溫），取出骨塊用蒸餾水浸洗2 h后烘干；再放入37℃、30%的H2O2溶液中脫蛋白36 h，用蒸餾水于室溫下浸泡透析12 h；取出骨塊干燥后將骨塊再次放入1∶1氯仿/甲醇溶液中浸泡、脫脂12 h（室溫），取出骨塊用蒸餾水浸洗；然后用乙醇浸泡24 h，取出用蒸餾水沖洗、浸泡24 h，再烘干；60Co滅菌消毒，封存保留、待用。松質(zhì)骨支架如圖1。選擇四種表觀密度0.25、0.44、0.56、0.69 g/cm3的BDCB作為樣品。高分子材料-多孔聚乙烯(porous polyethylene，PPE)，聚乙烯經(jīng)過(guò)發(fā)泡獲得的多孔、連通的聚乙烯支架，支架為10 mm×5 mm×5 mm的長(zhǎng)方體，表觀密度為0.44 g/cm3。復(fù)合材料-聚乳酸、聚羥基乙酸、磷酸三鈣共聚物支架，支架為10 mm×10 mm×9 mm的長(zhǎng)方體，表觀密度為0.28 g/cm3（PLGA-TCP，由清華大學(xué)一次成型中心提供見(jiàn)圖1。

1.2 樣品壓縮性能的檢測(cè)方法

將樣品縱向立于材料萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)（Instran）的加載平臺(tái)上與加載平臺(tái)垂直，上下面與加載平臺(tái)平行。施加垂直壓力，橫梁移動(dòng)速度為1 mm/min，應(yīng)力-應(yīng)變曲線直接給出。正常的生理應(yīng)變范圍為100～3 000 με[6-8]。按正常生理應(yīng)變范圍分別計(jì)算彈性模量。

2 結(jié)果

三種支架材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線見(jiàn)圖2a。表觀密度為0.25、0.44 g/cm3的BDCB在3%的應(yīng)變范圍內(nèi)出現(xiàn)屈服。以表觀密度0.44 g/cm3 BDCB的應(yīng)力-應(yīng)變曲線為例，隨著應(yīng)變?cè)黾樱诤苄?yīng)變范圍內(nèi)應(yīng)力近似線性增加，接著非線性增加，并形成第一個(gè)波峰；達(dá)到5 000 με時(shí)應(yīng)力達(dá)到極大值2.2 MPa，BDCB有部分骨小梁開(kāi)始屈服，應(yīng)力又有所下降后繼續(xù)增加，形成持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的第二個(gè)波峰。應(yīng)變?cè)谡Ｉ響?yīng)變3 000 με范圍內(nèi)應(yīng)力-應(yīng)變曲線見(jiàn)圖2b，三種材料支架的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系從整體上看都近似線性關(guān)系。如果從小應(yīng)力范圍看（0～0.1 MPa），應(yīng)力-應(yīng)變曲線見(jiàn)圖2c，在0～500 με應(yīng)變范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變近似線性關(guān)系。

按不同應(yīng)變范圍分別給出彈性模量見(jiàn)表1。在三種支架材料中，不同密度BDCB支架的彈性模量都高于PLGA-TCP 和 PPE支架，密度同樣是0.44 g/cm3，BDCB的彈性模量約是PPE支架的4倍；密度（0.25～0.28 g/cm3）相似，BDCB的彈性模量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PLGA-TCP。但超過(guò)骨正常生理應(yīng)變范圍后應(yīng)變達(dá)到3%時(shí)，中等、低密度的BDCB都已發(fā)生了材料屈服，而人工復(fù)合材料沒(méi)有發(fā)生。在應(yīng)變范圍內(nèi)（0～3 000 με），同一個(gè)樣品多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，三種材料都具有較好的彈性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好。

表1不同材料（樣品種類和密度）按不同應(yīng)變范圍內(nèi)的彈性模量（MPa）

f 代表樣品發(fā)生了屈服

3 結(jié)論

對(duì)比三種支架材料的力學(xué)性能，天然衍生材料-生物衍生松質(zhì)骨的彈性模量高于高分子材料-聚乙烯，也高于復(fù)合材料-聚乳酸、聚羥基乙酸、磷酸三鈣共聚物。在大應(yīng)變條件下人工復(fù)合材料沒(méi)有發(fā)生材料屈服，這一點(diǎn)優(yōu)于中、低密度的生物衍生松質(zhì)骨。在支架的力學(xué)性能方面人工合成支架材料與天然材料存在差距，還需改進(jìn)。另外按不同應(yīng)變范圍檢測(cè)支架材料的彈性模量，這種更細(xì)致地研究材料力學(xué)性能方法可為支架材料植入體內(nèi)與相鄰組織的力學(xué)性能更好地匹配做準(zhǔn)備，臨床上合理使用支架材料。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李軼,冉煒,王改玲,等.新型骨組織工程支架材料生物相容性的體內(nèi)研究[J].華西口腔醫(yī)學(xué)雜志[J].2009,26(4):447-450.

[2]楊春蓉.骨組織工程支架研究現(xiàn)狀及面臨的問(wèn)題[J].中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù).2009,13(8):1529-1532.

[3]于濤,孫長(zhǎng)江,馬洪順.正常股骨頭與壞死股骨頭松質(zhì)骨的蠕變特性:45°方向取樣比較[J].中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù),2010,13(17):1595-1598.

[4]盧子興,裴鶴.各向異性松質(zhì)骨壓縮模量和強(qiáng)度的數(shù)值預(yù)測(cè)[J].中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào).2010,29(3):468-472.

[5]何創(chuàng)龍.骨膠原基質(zhì)的制備、理化性能及其生物相容性研究[D].重慶:重慶大學(xué)博士學(xué)位論文,2004:3.

[6]Frost HM. From Wolff's law to the Utah paradigm: insights about bone physiology and its clinical applications [J]. Anat Rec,2001,262(4):398-419.

[7]黎小堅(jiān),Harold M Frost,朱紹舜,等.基礎(chǔ)骨生物學(xué)新觀[J].中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志,2001,7(2):152-157.

篇(4)

本文介紹了國(guó)內(nèi)外耐高溫纖維的主要品種及其發(fā)展歷程，并對(duì)其性能進(jìn)行了對(duì)比。

關(guān)鍵詞：耐高溫纖維；品種；性能

Abstract：This paper introduces the main varieties of high temperature resistant fiber and its development history. Performances of some high temperature resistant fibers are compared.

Key words：High Temperature Resistant Fiber; Variety;Performance

耐高溫纖維往往是指在180 ℃以上溫度條件下可長(zhǎng)期使用的纖維，即在此高溫下能維持常溫時(shí)所具備的物理力學(xué)性能或經(jīng)較長(zhǎng)使用時(shí)間仍具有最低限度的物理力學(xué)性能。表現(xiàn)為：高溫下尺寸大小無(wú)變化；軟化點(diǎn)及熔點(diǎn)高；著火點(diǎn)、發(fā)火點(diǎn)高；熱分解溫度高；長(zhǎng)期暴露在高溫下，也能保持一般特性；具備纖維制品所必需的一般性能，如柔軟性、彈性和加工性能。此外，還應(yīng)具備阻燃或不燃性，隨著國(guó)防工業(yè)、宇航事業(yè)、尖端技術(shù)以及民用工業(yè)的不斷發(fā)展，耐高溫纖維發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

1國(guó)內(nèi)外耐高溫纖維的主要品種及發(fā)展

耐高溫纖維可分為無(wú)機(jī)耐高溫纖維和有機(jī)耐高溫纖維。無(wú)機(jī)耐高溫阻燃纖維品種通常包括碳纖維陶瓷纖維、硼纖維、玻璃纖維等，有機(jī)耐高溫阻燃纖維品種很多。具體品種見(jiàn)表1。

20世紀(jì)50年代重點(diǎn)發(fā)展含氟纖維，如聚四氟乙烯纖維；60年代開(kāi)始工業(yè)化，研究的品種不下20 種，發(fā)展最快的國(guó)家是美國(guó)，其次是日本。其中，間位芳香族聚酰胺(Nomex) 的成功開(kāi)發(fā)開(kāi)創(chuàng)了耐高溫纖維的新紀(jì)元；70年代又出現(xiàn)以聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺( Kevlar) 為代表的高強(qiáng)度、高模量的耐高溫纖維，成為高性能纖維發(fā)展的一個(gè)新的里程碑；80年代開(kāi)發(fā)成功，90 年代開(kāi)始生產(chǎn)的聚對(duì)苯撐苯并雙f唑纖維(Zylon) ，是目前耐熱性能最好的芳香族纖維。表2 列出了有機(jī)耐高溫纖維的發(fā)展歷程[1]。

2主要耐高溫纖維的性能

國(guó)內(nèi)外主要耐高溫纖維綜合性能的比較詳見(jiàn)表3 [2-10]。其中有機(jī)耐高溫纖維相對(duì)密度小，強(qiáng)度高，延伸度較大，柔軟性好，伸長(zhǎng)回彈性較高。目前應(yīng)用較為廣泛的有機(jī)耐高溫纖維有對(duì)位芳綸(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，PPTA，芳綸1414，杜邦公司的Kevlar系列，俄羅斯的APMOC,SVM纖維)、間位芳綸(聚間苯二甲酰間苯二胺，PMIA，芳綸1313，杜邦公司的Nomex）、聚酰亞胺纖維（PI）、聚四氟乙烯纖維（PTFE）、聚苯并咪唑纖維（PBI）、聚對(duì)苯撐苯并雙f唑纖維(PBO)、聚砜基酰胺纖維（PSA，芳砜綸）、聚苯硫醚纖維（PPS）、聚醚醚酮纖維（PEEK），聚酰胺酰亞胺纖維（PAI）等[11-26]。

目前，耐高溫纖維以其優(yōu)異的力學(xué)性能、耐高溫性、阻燃性、化學(xué)穩(wěn)定性等特征，在很多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域被廣泛使用，其年需求量將以5%速度增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中應(yīng)用的耐高溫纖維大部分依賴國(guó)外進(jìn)口。由于此類纖維材料長(zhǎng)期以來(lái)一直被國(guó)外技術(shù)壟斷，價(jià)格十分昂貴，制約了我國(guó)相關(guān)下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，高科技耐高溫纖維產(chǎn)業(yè)將是近期我國(guó)化纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

參考文獻(xiàn):

[1]汪曉峰,李曄.耐高溫纖維的發(fā)展及其在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].合成纖維，2004（2）:1-3.

[2] 周晏云, 宋六九. Kevlar、PBO有機(jī)纖維及其復(fù)合材料的性能[J].纖維復(fù)合材料,2003,18(4):18-19.

[3] 劉向陽(yáng). 含聯(lián)苯側(cè)基聚酰亞胺纖維的制備及結(jié)構(gòu)與性能研究[D].成都：四川大學(xué)博士學(xué)位論文,2006.

[4] J.W.S. Hearle. High Performance Fibres[M]. Woolhead publishing limited，2001.

[5] 黃美榮, 李新貴. 高性能纖維評(píng)述[J].紡織學(xué)報(bào),1997, 18(1):62-64.

[6] 黑木忠雄, 矢吹和之. PBO纖維“ザイロソ”的基本物性和應(yīng)用[J].高科技纖維與應(yīng)用,1998, 23(5):36-39.

[7] 姜永愷. 新問(wèn)世的高性能纖維ZYLON[J].合成纖維工業(yè),1999, 22(1):57.

[8] 劉向陽(yáng), 顧宜. 高性能聚酰亞胺纖維[J].化工新型材料,2005, 33(15):14-17.

[9] 羅益峰.新型高性能纖維的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].紡織導(dǎo)報(bào),2009, 3:50-54.

[10] 牛玖榮. 高性能紡織纖維PBO的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[J].紡織導(dǎo)報(bào),2008 (8):58-60.

[11] 章偉,李虹.高性能纖維性能分析[J].北京紡織,2005, 26(1):54-57.

[12] 張麗.芳礬綸纖維的性能研究[D]. 天津:天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2004.

[13] 劉曉艷,于偉東.高性能纖維PBO和Kermel的熱性能研究[J].國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào),2009(1):7-10.

[14] 趙永霞.高性能纖維的發(fā)展邁入“量體裁衣”的時(shí)代[J].紡織導(dǎo)報(bào),2009(3):41.

[15] 袁寶慶.耐高溫阻燃纖維概述[J]. 合成技術(shù)及應(yīng)用,2006, 21(2):34-40.

[16] 蔣紅.耐高溫纖維進(jìn)展[J].紡織導(dǎo)報(bào),2001, 2:10-13.

[17] 王新威,胡祖明,劉兆峰.芳香族耐高溫纖維及主要品種性能[J].材料導(dǎo)報(bào),2007,21(5):53-58.

[18] 王曙中,王慶瑞,劉兆峰.高科技纖維概論[M].上海:中國(guó)紡織大學(xué)出版社, 1998.

[19] S.C.You, Y.H. Park, S.Y. Oh, et al. Aromatic polyamide pulp and a process for the preparation thereof：美國(guó)專利，US5324811[P].1994-6-28.

[20] L. Penn, F. Larsen. Physicochemical properties of kevlar 49 fiber[J].Journal of Applied Polymer Science,1979,23(1): 59-73.

[21] L.S. Li, L.F. Allard, W.C. Bigelow. On the morphology of aromatic polyamide fibers (Kevlar, Kevlar-49, and PRD-49) [J].Journal of Macromolecular Science-Physics, 1983, 22(2):269-290.

[22] 劉雍, 馬敬安. 高技術(shù)纖維的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].四川紡織科技,2004, 47(4):47-50.

[23] J. F. Wolfe, F. E. Arnold. Rigid-rod polymers. 1. Synthesis and thermal properties of para-aromatic polymers with 2,6-benzobisoxazole units in the main chain[J]. Macromolecules, 1981, 14(4):909-915.

[24] 吳平平, 張烯, 韓哲文.液晶高分子聚對(duì)苯撐苯并二f唑的合成、結(jié)構(gòu)與性能[J].功能高分子學(xué)報(bào)，1992, 5(3):169-174.

[25] N. Duobinis. Structure and Properties of Aromatic Polyamide and Polyimide Fibers Commercially Available in the Former USSR[J]. Textile Research Journal,1993, 63(2):99-103.

篇(5)

關(guān)鍵詞：高溫；磷酸鎂混凝土；力學(xué)性能；實(shí)驗(yàn)研究

Abstract: the fire often occur often make the buildings do not repair damage occurred, and research and development of new refractory material for economic development are especially important. In recent decades, domestic and foreign research of scholars about after high temperature function of common concrete compressive strength specimens of large number of experiments, but for high temperature function of phosphoric acid magnesium concrete samples after the mechanical properties of the little research. This paper is mainly to the effect of high temperature after magnesium phosphate specimens of concrete appearance characteristics, such as compressive strength of experiment and theoretical analysis, and strive to actual engineering for future can provide some reference.

Keywords: high temperature; Phosphoric acid magnesium concrete; Mechanical properties; Experimental study

中圖分類號(hào)：TU541 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言：混凝土是以水泥為主要膠結(jié)材料，拌和一定比例的砂、石骨料和水，經(jīng)過(guò)攪拌、注模、振搗、養(yǎng)護(hù)等工序后，逐漸凝固硬化而成的人工混合材料。因其強(qiáng)度高、取材方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用?；炷林懈鹘M成材料的成分、性質(zhì)和相互比例，以及制備和硬化過(guò)程中的各種條件和環(huán)境因素，都對(duì)混凝土的力學(xué)性能有不同程度的影響?；馂?zāi)的經(jīng)常發(fā)生以及建筑物的發(fā)展對(duì)新的耐火材料的需求愈發(fā)急切。為此作者對(duì)高溫作用后磷酸鎂混凝土試件的外觀特征、抗壓強(qiáng)度、質(zhì)量損失等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)與普通混凝土相關(guān)性能的表分析得到相關(guān)的結(jié)論，力求可為日后的實(shí)際工程提供一些參考。

1常溫下磷酸鎂混凝土實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及過(guò)程

常溫下磷酸鎂混凝土實(shí)驗(yàn)采用上海新三思計(jì)量?jī)x器制造有限公司生產(chǎn)的微機(jī)控制電液伺服萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)、混凝土攪拌機(jī)、澆注試塊所用鋼模、坍落度儀、直尺、振搗棒等。

1. 稱取適量的氧化鎂作為實(shí)驗(yàn)原材料，放入混凝土攪拌機(jī)中，再根據(jù)不同的配比稱取相應(yīng)的磷酸二氫鉀、硼砂、砂和石子，并將其置于攪拌機(jī)攪拌均勻。

2. 將部分?jǐn)嚢韬玫牧姿徭V混凝土拌合物裝入坍落度筒內(nèi)混凝土拌合物由于自重將產(chǎn)生坍落現(xiàn)象，量出向下坍落尺寸。

3. 將過(guò)程1中攪拌好的磷酸鎂混凝土倒入提前準(zhǔn)備好的的鋼模中，每個(gè)配比制作30個(gè) 的立方體試件、5個(gè) 的立方體試件。

4. 將制作好的立方體試件置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。

5. 對(duì)按照要求養(yǎng)護(hù)的試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試，每個(gè)配比的試件測(cè)試兩個(gè)，并記錄所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.2常溫下磷酸鎂混凝土的配制及抗壓性能實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)通過(guò)調(diào)整氧化鎂摻量、氧化鎂和磷酸二氫鉀的摩爾比、硼砂與氧化鎂的比、水灰比及砂、石子的摻量等指標(biāo)，優(yōu)化磷酸鎂混凝土配比，優(yōu)選強(qiáng)度較高、工作度較好的混凝土配比，進(jìn)一步做高溫性能實(shí)驗(yàn)。

影響混凝土試件強(qiáng)度和凝結(jié)時(shí)間的主要因素有石子與灰的比Agg/B、砂灰比S/B、硼砂與氧化鎂的比、氧化鎂與磷酸二氫鉀的比、水灰比等。經(jīng)抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)同一配比試件而言，室內(nèi)試件強(qiáng)度明顯高于室外試件強(qiáng)度，主要原因是室外溫度低，減緩了氧化鎂與磷酸二氫鉀的反應(yīng)速度與程度。

綜合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果，可知磷酸鎂混凝土以表5-3中的18組到22組的試件強(qiáng)度相對(duì)較高、和易性較好、工作度滿足基本的施工要求，適于配制磷酸鎂混凝土。

表1-1磷酸鎂混凝土抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

注：1.試件尺寸100mm×100mm×100mm；攪拌時(shí)間單位：分鐘

2. B= MgO＋KDP＋BRX ；BRX/MgO：BRX/MgO weight ratio ；W/B：water/B ratio(weight)；M/P： MgO/ KDP weight ratio；S/B:sand/B weight ratio ； Agg/B:Agg/B weight ratio

3.I,O分別代表室內(nèi)（Indoor）和室外（Outdoor）。室內(nèi)溫度為15℃，室外溫度為0℃。

2高溫作用后磷酸鎂混凝土的力學(xué)性能

2.1 試件加載裝置及升溫制度

根據(jù)1.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的步驟 3每個(gè)配比制作30個(gè) 的立方體試件、5個(gè) 的立方體試件，并按照步驟4進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

本實(shí)驗(yàn)加熱設(shè)備采用龍口市電爐總廠出品的高溫箱式實(shí)驗(yàn)爐。

升溫曲線采用實(shí)測(cè)的爐溫曲線，如圖2.1所示。

圖2.1 高溫箱式電阻爐爐溫曲線

為了研究高溫作用后磷酸鎂混凝土試件的力學(xué)性能，將制作好的磷酸鎂混凝土試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)28天，放在高溫箱式實(shí)驗(yàn)爐中，將爐溫從室溫分別升溫到200℃、400℃、600℃、800℃、1000℃，并分別恒溫1小時(shí)，然后將試件用鐵鉗取出，使之自然冷卻1天后，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度如圖2.2。

圖2.2高溫作用后磷酸鎂混凝土試件抗壓強(qiáng)度測(cè)試

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為了便于分析比較，高溫作用后磷酸鎂混凝土試件的配比，即根據(jù)表1-1選擇18組到22組配比，分別用C1、C2、C3、C4、C5來(lái)表示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2-2~表2-6及圖2.3所示。

表1-2高溫作用后磷酸鎂混凝土C1的抗壓強(qiáng)度和外觀特征

C1-5 1000 ―― 紅多條無(wú)規(guī)則性寬裂縫冷卻后用手輕拿即碎各角出現(xiàn)缺角