玄武岩纤维和SiO₂纳米填料增强复合材料的力学性能和磨损行为研究

摘要整理

本研究探讨了含二氧化硅（SiO₂）纳米填料的玄武岩纤维增强复合材料的制备和性能评估。采用手工铺层结合真空袋压工艺制备复合材料试样，模具尺寸为300×300×3 mm³。按照ASTM标准评估了所制备复合材料的力学性能、硬度和耐磨性。SiO₂纳米填料显著改善了复合材料的弯曲性能，弯曲强度和弯曲模量分别提高了178%和26%。复合材料的拉伸强度和拉伸模量也得到增强。当SiO₂含量为6 wt%时，硬度达到最大值86，耐磨性能得到改善，这归因于界面结合力增强和磨损碎屑尺寸减小。磨损试验表明，SiO₂纳米填料降低了磨损速率和质量损失。场发射扫描电子显微镜（FESEM）分析揭示了断裂机制，表明能量耗散增强，裂纹扩展得到控制。研究结论表明，SiO₂纳米填料能够增强制备的复合材料层板的力学性能和耐久性。

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