玻璃微球、玻璃纤维和氧化铝纤维增强再生橡胶基复合材料的增韧机制分析

摘要整理

由于环保和经济考虑，材料回收利用受到全球广泛关注。再生橡胶因其低密度和成本效益优势，在汽车和航空工业中应用广泛。本研究采用脱硫化再生橡胶为基体，以玻璃微球、短玻璃纤维、铝屑和细γ-Al₂O₃纤维为增强体，设计制备了复合材料。通过三点弯曲（3PB）试验测定增强体与基体的相容性，研究复合材料的弯曲强度和断裂特性。采用Halpin-Tsai均质化模型预测复合材料的弹性模量。对最优增强体系统进行增韧机制分析，通过单边缺口试样的3PB试验测定第I型裂纹应力强度因子KIc和临界能量释放率GIc。利用有限元分析模拟3PB试验过程，并与实验结果对比验证。采用扫描电子显微镜（SEM）进行微观结构和断裂面分析。机械性能测试结果表明，玻璃微球、氧化铝陶瓷纤维和铝屑的加入能够显著提高复合材料的断裂韧性。研究结果为再生橡胶基复合材料的性能优化和工程应用提供了理论依据。

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