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樹脂-泡沫鋁復(fù)合材料制備及性能研究(三十五)

日期:25-03-25     時間:10:19 來源: 益榮金屬

樹脂-泡沫鋁復(fù)合材料制備及性能研究(三十五)

3 .6本章小結(jié)

本章進(jìn)行了Al FoamPU-PUR/Al Foam復(fù)合材料的落錘沖擊試驗、壓縮試驗和簡支梁沖擊試驗,并通過分析多項數(shù)據(jù)得到在不同載荷下綜合強(qiáng)度最高的PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料類型。

(1)制備并進(jìn)行了Al FoamPU-PUR/Al Foam復(fù)合材料的落錘沖擊試驗。

①對Al Foam落錘沖擊試驗結(jié)果進(jìn)行了分析。從破壞形貌可知,在50J的沖擊能量下,Al Foam板的變形程度、中心空洞和背凸現(xiàn)象相較于30J40J更加嚴(yán)重,Al Foam板的擊穿能量為50J。從載荷-時間曲線,載荷-位移曲線,能量-時間曲線得到Al Foam在落錘沖擊時響應(yīng)速度快且吸能比極高,證明Al Foam是抗落錘沖擊性能極好的材料。

②對PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料落錘沖擊試驗結(jié)果進(jìn)行了分析。從破壞形貌可知,M4/Al FoamM5/Al Foam兩種復(fù)合材料在受到50J的落錘沖擊能量后的變形程度和背凸更小,但聚脲樹脂的脆性斷裂現(xiàn)象造成M5/Al Foam背面的裂縫數(shù)目更多而延伸范圍廣,可以從泡沫鋁孔洞中間延伸,導(dǎo)致M5/Al Foam在受到?jīng)_擊荷載作用時更容易脆斷失效。而M4/Al Foam其樹脂中的30%聚氨酯增強(qiáng)了樹脂韌性,受到?jīng)_擊后裂縫延伸受阻,增強(qiáng)了M4/Al Foam的抗沖擊能力。從載荷-時間曲線,載荷-位移曲線,能量-時間曲線分析得到M4/Al FoamM5/Al Foam沖擊響應(yīng)速度很快,分別在1.92ms、1.86ms內(nèi)就能分別達(dá)到峰值載荷8196N8668N與峰值能量48.518J48.476J且其沖擊持續(xù)時間為7.53ms7.37ms,總位移較低為6.93mm6.25mm,吸能比較高均為93.71%,可知兩種復(fù)合材料上述性能的數(shù)值都很接近。綜合上述分析得到M4/Al Foam是抵抗落錘沖擊載荷性能最佳的PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料。

(2)制備并進(jìn)行了Al FoamPU-PUR/Al Foam復(fù)合材料的壓縮試驗,對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。在壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線上Al FoamPU-PUR/Al Foam復(fù)合材料都出現(xiàn)線 彈性階段、屈服階段和壓實階段,PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料中隨著聚脲占共混樹脂成分的增大而表現(xiàn)出更明顯的塑性特征且平臺段長度也逐漸降低。M1/Al FoamM5/Al Foam復(fù)合材料可承擔(dān)的應(yīng)變分別比對應(yīng)的PUPUR樹脂澆鑄體高0.270.08,說明泡沫鋁骨架的存在改善了兩種樹脂在壓縮應(yīng)變較大時的扭曲變形和脆斷失效問題。PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料的壓縮彈性模量、壓縮強(qiáng)度和壓縮比吸能則隨著樹脂中聚脲含量的增加而增大,且都高于對應(yīng)的樹脂澆鑄體。M5/Al Foam的壓縮彈性模量和強(qiáng)度為851.95 MPa107.32MPa,壓縮比吸能為26925.15mJ/g,均高于其他類型的復(fù)合材料。綜合分析得到M5/Al Foam是抵抗壓縮載荷時性能最佳的復(fù)合材料。

(3)制備并進(jìn)行了Al FoamPU-PUR/Al  Foam復(fù)合材料的簡支梁沖擊試驗,對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。得到PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料在樹脂中聚脲含量達(dá)50%以上時沖擊韌性增加顯著,M4/Al FoamM5/Al Foam的沖擊韌性最高且數(shù)值接近,分別為46.15kJ/m2和44.98 kJ/m2說 明M4/Al FoamM5/Al Foam均為抵抗簡支梁沖擊荷載時性能最佳的復(fù)合材料。

上海益榮金屬材料有限公司
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