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玄武岩纤维是不同于传统纤维的一种无机非金属纤维。它具有好的力学性能、耐酸碱腐蚀、隔热、隔音等多种优异性能。制备玄武岩纤维的原料是天然的玄武岩矿石,成本低且来源充足,对人体和大自然不会造成影响和污染,是一种绿色环保的材料。但是玄武岩纤维有一些缺陷,纤维的表面比较光滑,作为增强体时与树脂基体间的结合欠好,从而影响其复合材料的一些优异性能的发挥。纺织复合材料作为一种新型材料,拥有很多优良的特性,如高强度、高模量、质轻的特点。三维纺织复合材料克服了传统复合材料易分层的缺点,而且利用三维纺织技术可以把各种高性能纤维编织成不同形状的预成型件。角联锁织物复合材料是三维复合材料的一种,该结构的织物在普通织机上就可以完成,加工比较简单而且设计较为灵活。 本文采用偶联剂对玄武岩纤维进行改性,改善纤维与树脂间的的界面相容性;之后采用真空辅助树脂成型工艺将织物制作成复合材料;用扫描电镜来分析玄武岩纤维表面改性前后的微观形貌变化;通过红外光谱测试分析偶联剂改性前后玄武岩纤维的化学组成变化;对树脂基复合材料进行拉伸,三点弯曲实验;分析偶联剂表面改性对三维角联锁织物复合材料力学性能的影响;通过声学性能测试分析偶联剂改性对玄武岩纤维复合材料的声学性能影响。 研究结果表明:通过扫描电镜观察出偶联剂改性后纤维的表面出现一些颗粒附着在上面,随着偶联剂浓度的增加,这些颗粒越来越多,单丝之间出现了抱和,这是因为随着偶联剂浓度的增大纤维表面的偶联剂密度也随着增大,从而出现了部分颗粒聚集的现象,同时也可以观察出,随着浓度的增加,纤维表面的膜也越来越厚。 玄武岩纤维进行红外光谱测试,观察其化学组成的变化,在偶联剂处理下,偶联剂与树脂之间产生反应生成极性氢键使二者结合更紧密。纤维之间互相产生粘连作用,以致于为纤维之间的抱合提供了较好的条件。 复合材料拉伸、弯曲实验可以得出:整体看来,浓度为8%的样品在拉伸测试的力学表现上最佳,浓度大于8%的样品各项指标随着浓度的增加而均有减小。 复合材料声学实验得出:偶联剂改性前后材料的纤维体积分数略有增加,但差异不大。在某一频率范围内,改性后的复合材料隔声性能要优于未处理的复合材料。可能是复合材料厚度增加了,隔声性能也随着增加。