赤铁矿填充材料对玻璃/环氧树脂复合材料的力学性能

m . n . Channapagoudra¹Ajith G Joshi²苏尼尔,比³,Mahantesh帕蒂尔⁴

助理教授、机械工程系、农村工程学院hulkoti - 588205,印度
助理教授、机械工程系、Canara工程学院,Benjanapadavu,芒格洛尔、印度
助理教授,机械工程系at SBGI miraj - 416410,印度马哈拉施特拉邦
汽车工程系、PESIT班加罗尔,印度

文摘

聚合物基复合材料在许多工程材料正在成为有前途的材料。在目前的研究中,玻璃/环氧树脂复合材料的力学行为与不同体积分数的赤铁矿填料被调查。复合材料是由手糊工艺。力学性能viz.拉伸行为、弯曲行为,行为影响,硬度行为调查。拉伸试验和弯曲试验进行了使用万能试验机,冲击试验进行了使用夏比方法,硬度试验已经通过布氏硬度的方法。赤铁矿的目的是探讨影响填充玻璃/环氧树脂复合材料的力学特性。结果表明hematitie填充复合材料表现出比空玻璃/环氧复合材料。10%的赤铁矿填充玻璃/环氧复合材料表现出了优于其他复合材料进行了研究。

关键字

复合材料、机械性能、手糊工艺,赤铁矿填料

介绍

聚合物及其复合材料越来越广泛的范围在许多工程应用如肚脐,航空航天结构,飞船结构,齿轮由于高模量和高韧性,耐腐蚀,良好的摩擦学性能等[1]。但是聚合物复合材料易受机械损伤,当受到张力,压缩和弯曲载荷导致层间分层[2]。因此现在很多研究将对提高复合材料的力学性能。工作报告主要是增强属性通过不同纤维体积分数、取向等[3]。最近在这个领域发展改善力学性能通过增加二次增援称为填料。

碳纤维和e玻璃纤维是常见的增援部队中发现的许多工程应用程序由于其最好的特征。与树脂发展;纤维发展的步伐加快了自1950年代引入E玻璃,玻璃,玻璃,和特殊的酸和抗碱的玻璃。玻璃纤维玻璃钢行业的主要强化,但推动更轻,更强,和硬结构的引入碳和poly-aramid纤维[4]。以防在热固性聚合物矩阵,环氧树脂作为结构应用最为广泛和其他工业应用由于其高耐腐蚀和化学物质,良好的热、力学性能(5、6)。

Paiva等。[2]报道改善矩阵的韧性材料可以提高力学性能,这可能是由于增援和矩阵之间的接口。Aramide[3]等人获得的结果,纤维体积分数的增加会导致弹性模量的增加和扩展打破直到某些阈值和进一步提高纤维体积意味着在减少相同的属性。然而硬度增加而增加,纤维体积但应变减小。Mingla和拉[7]得出结论,环氧树脂粉煤灰含量的增加可以提高复合材料的抗压强度,也可以进一步提高复合材料的冲击强度,通过引入玻璃纤维。

Djoković,Nedeljković[8]发现赤铁矿填料含量增加导致弹性模和级的增加复合材料的应力松弛。大量的工作报告了在玻璃/环氧树脂复合材料的力学行为和充满不同的填料如SiCp、Gr、粉煤灰等。不过它可以指出,玻璃/环氧树脂复合材料的力学性能充满赤铁矿填料没有被充分评估可用的虽然是一个自然类型的填充材料。

在这方面,目前工作已经集中向机械性能,如拉伸、硬度、冲击和弯曲性能的玻璃/环氧复合材料与赤铁矿填料。目的是评估玻璃/环氧树脂复合材料力学性能与不同体积分数的赤铁矿填充内容。

二世。实验的细节

答:材料

基质材料介质粘度环氧树脂(LAPOX L-12)和室温固化聚胺固化剂(K-6)。这个矩阵被选中,因为它提供了良好的耐碱性和良好的粘合性能。加固材料使用是7-mil e玻璃纤维。使用的填料是赤铁矿经过75 - 150μm。材料的细节组合在怎么和比例的填充材料。

环氧树脂是选择,因为它提供了良好的耐碱性和良好的粘合性能。选择玻璃纤维作为增强材料,因为它具有良好的强度重量比它也很便宜。

b .样品制备和测试细节

采用手糊工艺准备与填料的环氧树指玻璃复合材料。准备与赤铁矿glassepoxy填料复合材料,填料与一个已知数量的环氧树脂混合。层压固化在环境条件一段大约24小时。复合材料准备的大小是250 mm X 250 mm X 3毫米。复合材料是制作和治愈据Suresha等。[9]和basavarajappa et al。[10]。治愈材料削减产量测试标本按ASTM标准。拉伸试验进行了根据ASTM D 3039,弯曲试验进行了ASTM D 2344年,冲击试验已经进行了ASTM E23和硬度测量的B.H.N.价值按照ASTM E10。

三世。结果

在当前的工作中,拉伸、弯曲、冲击、硬度性能的玻璃/环氧复合材料充满了各式各样的赤铁矿填料的体积分数评估。主要目的是找到赤铁矿填料的影响及其体积分数的变化在玻璃/环氧树脂复合材料的力学性能。在这一节中进一步讨论获得的结果。

答:拉伸性能

拉伸试验结果的比较空玻璃/环氧和满是5%,10%和15%体积分数赤铁矿填料所示图1到图2。结果显示,抗拉强度的玻璃/环氧复合材料充满赤铁矿填料大于空复合材料。它也可以观察到,增加填料体积分数增加导致综合到10%填料含量复合材料的抗拉强度,进一步增加填料体积表现出不利影响。这可能是由于弱界面之间的结合强度的原因/矩阵高填料含量复合材料相比,复合材料填料含量低(≤10%)。因此,发现添加10%赤铁矿填充玻璃/环氧树脂复合材料是获得更好的拉伸性能最优,而复合材料是通过手糊工艺制作的。

b .挠曲强度

聚合物及其复合材料的弯曲行为主要感兴趣的设计师以及聚合物及其复合材料制造商。抗弯强度是材料的能力承受施加垂直于纵轴的弯曲力。由弯曲载荷产生的应力压缩和拉伸应力的组合。

弯曲测试(三点弯曲测试)的比较结果为空玻璃/环氧复合材料和满是5%,10%和15%体积分数赤铁矿填料如图3所示。结果表明,玻璃/环氧树脂复合材料的弯曲强度充满赤铁矿填料大于空玻璃/环氧复合材料。产品内容增加到10%填充内容导致复合材料的抗弯强度增加而进一步增加填料降低其挠曲强度。这可能是由于这一事实进一步增加填料含量增加了脆性,因此未能承受弯曲荷载更高的大小。

c .冲击强度

沿着复合材料,在复合材料缺口裂纹扩展发生立即通过纤维在某些程度上,紧随其后的是矩阵之间存在分层,反之亦然。在这现象,纤维提供了额外的抗裂纹扩展到一定的即时和增加冲击强度。然而裂纹扩展是通过矩阵而不是纤维分层的等级分层。由于在裂纹扩展矩阵的脆化降低复合材料的冲击强度和缺口在其层压制品。

图4显示了冲击强度的变化与玻璃/环氧复合材料填料含量的变化。有冲击强度的增加由于赤铁矿填料添加到10%的体积分数。脆性复合材料拥有超过10%的赤铁矿再次占的减少冲击强度随填料含量的增加复合材料。赤铁矿颗粒的增加其强度正如前面所讨论的,因此裂纹传播与最低能量。因此,冲击强度的增加是由于填料。

d .硬度

布氏硬度试验结果的比较,研究不同复合材料是图5所示。图显示,有增加B.H.N.填料含量的增加和价值高于空玻璃/环氧复合材料。这是由于努力增加陶瓷填料含量的基质层的表面。硬陶瓷强化抗塑性变形,这通常是由一些缩进。这种阻力进一步增加了增加努力强化复合材料的体积分数。因此15%赤铁矿填充内容综合显示最高硬度值比其他复合材料进行了研究。

四。结论

以下是目前的研究得出的结论。

1。玻璃/环氧复合材料与赤铁矿填料比空组合表现出更好的机械性能。

2。增加填充内容已被证明是有益的填充体积分数到10%。进一步提高填料含量不利影响由于不当结合矩阵和填料之间的接口和增加复合材料的脆化。

3所示。然而有硬度的增加复合材料的填料含量增加到15%(最高研究填料的体积分数)填充的内容,这可能由于硬质陶瓷颗粒的强化。

4所示。虽然B.H.N.价值被发现15%填料含量最高玻璃/环氧树脂复合,最佳填充的内容可以被认为是10%,获得更好的玻璃/环氧树脂复合材料的力学性能。

5。结果显示,赤铁矿可视为潜力和前途的填充材料和聚合物基复合材料的二次增援。

引用

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