玄武岩/环氧纤维增强复合材料中龟壳粉的力学性能影响研究

摘要整理

本研究探索了龟壳粉（TSP）作为新型填料在玄武岩-环氧复合材料中的应用效果。采用手糊工艺结合压缩模塑技术制备玄武岩-环氧基体复合材料，龟壳粉填料添加量分别为1%、3%和5%（质量分数）。单层玄武岩纤维采用对称准各向同性铺层方式配置。通过密度、拉伸、弯曲、冲击和硬度测试评估复合材料的强度和模量，采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDAX）表征材料的形貌特征和龟壳粉的元素组成。结果表明，龟壳粉颗粒的加入显著增强了玄武岩-环氧复合材料的力学性能。与对照样品B0相比，B3复合材料（3 wt%龟壳粉）表现最优，拉伸强度提高98.4%，拉伸模量提高68.9%，弯曲强度提高70.73%，弯曲模量提高53.12%，冲击强度提高76.85%；而硬度在5 wt%复合材料中提高43.5%。龟壳粉颗粒通过减少微孔隙改善了玄武岩-环氧界面结合。然而，在5 wt%层板中龟壳粉的聚集现象对复合材料性能产生了不利影响。龟壳粉颗粒的加入与纤维铺层方向的协同作用强化了层板复合材料的性能，增强了龟壳粉-环氧-玄武岩之间的界面结合强度。

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