碳化硅纳米纤维/聚芳酰胺短纤混杂增强环氧树脂复合板的制备及性能研究
发布时间：2024-02-14 04:51
随着武器的进一步发展,其杀伤性能大大提高,对防弹材料的防弹性能的要求也越高。在现代战争中,部队和装备的机动性越来越重要,防弹材料的轻质化一直是防弹材料开发的一个重点。陶瓷由于其高的硬度、压缩强度和较低的密度,已经成为装甲领域不可缺少的防弹材料。由于陶瓷易碎裂,在作为防弹装甲材料时,一般将防弹陶瓷通过粘合剂粘合在背衬材料上。陶瓷而吸收绝大部分的弹体动能,并导致弹心的碎裂或变形,背衬材料吸收弹体剩余动能和陶瓷而碎裂碎片的动能。目前使用的典型防弹陶瓷有B1C、SiC、TiB2、Si2N1、Al2O3等,其中防弹性能最好的是B1C陶瓷,但其价格昂贵。SiC陶瓷材料具有低密质轻的特点,其防弹性能稍次丁B1C陶瓷,但价格适中,对钢心弹和高能步枪弹有很好的防护作用,是现代战争中比较理想的防护材料。但陶瓷容易碎裂,需要配合背衬材料使用,且不能防多次弹击。近年来,人们对高功能纤维在复合防弹板的应用进行了大量的研究,探讨了各类高功能纤维材料以纤维或织物的形式通过树脂粘结而成的层合板的力学性能及防弹性能,利用柔性纤维断裂应变高的特点有效地吸收冲击动能,从而达到防弹的效果。其特点是纤维或纱线层数多,纤维含量高...
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.1.1 国内外防弹材料研究的现状
1.1.2 SiC在防弹领域的应用与研究
1.1.3 SiC陶瓷简介
1.2 研究目标、内容、意义及创新点
1.2.1 研究目标
1.2.2 研究内容
1.2.3 研究意义
1.2.4 创新点
2 环氧树脂固化工艺研究及复合材料的制备
2.1 实验
2.1.1 原材料
2.1.2 实验内容、方法
2.2 SiC纳米纤维制备工艺的研究
2.2.1 合成工艺研究
2.2.2 合成机理分析
2.3 SiC纳米纤维复合防弹板的制备
2.3.1 树脂固缩率的研究
2.3.2 Twaron短纤增强复合板的制备
2.3.3 SiC纳米纤维增强复合板的制备
2.3.4 SiC纳米纤维/Twaron短纤混杂增强复合板的制备
2.4 本章结论
3 纤维增强复合板的拉伸性能研究
3.1 纤维增强复合板的应力应变几何模型
3.1.1 增强原理
3.1.2 短纤维增强复合板应力应变的几何模型
3.2 纤维增强复合板的拉伸理论分析
3.2.1 纤维增强复合板的拉伸弹性模量理论分析
3.2.2 单一纤维增强复合板的弹性模量
3.2.3 SiC纳米纤维/Twaron短纤混杂增强复合板的拉伸弹性模量
3.3 Twaron/SiC混杂纤维增强复合板的拉伸性能分析
3.3.1 实验材料与方法
3.3.2 混杂增强复合板的拉伸曲线分析
3.3.3 复合板的拉伸断裂比功
3.3.4 复合板厚度对其拉伸性能的影响
3.4 本章结论
4 复合板的面内剪切应力应变研究
4.1 单一纤维增强复合板的剪切模量分析
4.1.1 纤维增强复合板的剪切模量理论分析
4.1.2 单一纤维增强复合板的剪切模量
4.2 混杂增强环氧树脂复合板的剪切模量分析
4.3 混杂增强环氧树脂复合板的剪切性能分析
4.3.1 剪切性能测试仪器及方法
4.3.2 复合板的剪切曲线分析
4.4 本章结论
5 复合板的压缩性能测试与分析
5.1 实验内容与方法
5.1.1 实验材料
5.1.2 实验内容、方法与设备
5.2 复合板准静态压缩性能的测试与分析
5.2.1 应力-应变曲线分析
5.2.2 纤维体积含量对复合板压缩应力-应变的影响
5.2.3 复合板准静态压缩能量吸收分析
5.2.4 复合板厚度对其准静态压缩性能的影响
5.3 复合板动态压缩性能的测试与分析
5.3.1 应力-应变曲线分析
5.3.2 复合板动态压缩能量吸收分析
5.3.3 复合板厚度对其动态压缩性能的影响
5.4 本章结论
6 纤维增强复合板防弹性能的测试与分析
6.1 实验内容、设备与方法
6.1.1 实验材料
6.1.2 实验内容、方法与设备
6.2 复合板准静态侵彻性能分析
6.2.1 混杂纤维增强复合板准静态侵彻性能分析
6.2.2 单一纤维增强复合板准静态侵彻性能分析
6.3 复合板低速冲击条件下能量吸收的测试与分析
6.3.1 增强纤维体积比对吸能的影响
6.3.2 增强纤维总体积含量对吸能的影响
6.3.3 复合板厚度对吸能的影响
6.4 复合板高速弹道冲击条件下能量吸收的性能测试与分析
6.4.1 增强纤维体积比对吸能的影响
6.4.2 增强纤维总体积含量对吸能的影响
6.4.3 复合板厚度对吸能的影响
6.4.4 冲击速度对吸能的影响
6.4.5 复合板冲击吸能机理探讨
6.5 本章结论
7 总结与展望
7.1 研究结论
7.2 课题展望
参考文献
学习期间发表文章
致谢
本文编号：3897772
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.1.1 国内外防弹材料研究的现状
1.1.2 SiC在防弹领域的应用与研究
1.1.3 SiC陶瓷简介
1.2 研究目标、内容、意义及创新点
1.2.1 研究目标
1.2.2 研究内容
1.2.3 研究意义
1.2.4 创新点
2 环氧树脂固化工艺研究及复合材料的制备
2.1 实验
2.1.1 原材料
2.1.2 实验内容、方法
2.2 SiC纳米纤维制备工艺的研究
2.2.1 合成工艺研究
2.2.2 合成机理分析
2.3 SiC纳米纤维复合防弹板的制备
2.3.1 树脂固缩率的研究
2.3.2 Twaron短纤增强复合板的制备
2.3.3 SiC纳米纤维增强复合板的制备
2.3.4 SiC纳米纤维/Twaron短纤混杂增强复合板的制备
2.4 本章结论
3 纤维增强复合板的拉伸性能研究
3.1 纤维增强复合板的应力应变几何模型
3.1.1 增强原理
3.1.2 短纤维增强复合板应力应变的几何模型
3.2 纤维增强复合板的拉伸理论分析
3.2.1 纤维增强复合板的拉伸弹性模量理论分析
3.2.2 单一纤维增强复合板的弹性模量
3.2.3 SiC纳米纤维/Twaron短纤混杂增强复合板的拉伸弹性模量
3.3 Twaron/SiC混杂纤维增强复合板的拉伸性能分析
3.3.1 实验材料与方法
3.3.2 混杂增强复合板的拉伸曲线分析
3.3.3 复合板的拉伸断裂比功
3.3.4 复合板厚度对其拉伸性能的影响
3.4 本章结论
4 复合板的面内剪切应力应变研究
4.1 单一纤维增强复合板的剪切模量分析
4.1.1 纤维增强复合板的剪切模量理论分析
4.1.2 单一纤维增强复合板的剪切模量
4.2 混杂增强环氧树脂复合板的剪切模量分析
4.3 混杂增强环氧树脂复合板的剪切性能分析
4.3.1 剪切性能测试仪器及方法
4.3.2 复合板的剪切曲线分析
4.4 本章结论
5 复合板的压缩性能测试与分析
5.1 实验内容与方法
5.1.1 实验材料
5.1.2 实验内容、方法与设备
5.2 复合板准静态压缩性能的测试与分析
5.2.1 应力-应变曲线分析
5.2.2 纤维体积含量对复合板压缩应力-应变的影响
5.2.3 复合板准静态压缩能量吸收分析
5.2.4 复合板厚度对其准静态压缩性能的影响
5.3 复合板动态压缩性能的测试与分析
5.3.1 应力-应变曲线分析
5.3.2 复合板动态压缩能量吸收分析
5.3.3 复合板厚度对其动态压缩性能的影响
5.4 本章结论
6 纤维增强复合板防弹性能的测试与分析
6.1 实验内容、设备与方法
6.1.1 实验材料
6.1.2 实验内容、方法与设备
6.2 复合板准静态侵彻性能分析
6.2.1 混杂纤维增强复合板准静态侵彻性能分析
6.2.2 单一纤维增强复合板准静态侵彻性能分析
6.3 复合板低速冲击条件下能量吸收的测试与分析
6.3.1 增强纤维体积比对吸能的影响
6.3.2 增强纤维总体积含量对吸能的影响
6.3.3 复合板厚度对吸能的影响
6.4 复合板高速弹道冲击条件下能量吸收的性能测试与分析
6.4.1 增强纤维体积比对吸能的影响
6.4.2 增强纤维总体积含量对吸能的影响
6.4.3 复合板厚度对吸能的影响
6.4.4 冲击速度对吸能的影响
6.4.5 复合板冲击吸能机理探讨
6.5 本章结论
7 总结与展望
7.1 研究结论
7.2 课题展望
参考文献
学习期间发表文章
致谢
本文编号：3897772
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3897772.html