玻璃纖維增強樹脂-鎂合金復合層板的制備及其性能研究.pdf

1、以鋁合金-纖維增強樹脂復合層板（Glare）為代表的纖維金屬層板具有優(yōu)異力學性能，尤其是的斷裂、沖擊及耐疲勞性能特別突出，已在航空航天、車輛等領(lǐng)域獲得了重要應用。鎂合金較鋁合金更輕質(zhì)，具有更好的比剛度、比強度、減震、電磁屏蔽等性能。受 Glare研發(fā)及應用啟發(fā)，如以鎂合金代替鋁合金，開發(fā)鎂合金/纖維增強樹脂復合層板，有望獲得輕量化等更勝于Glare板的新型復合層板，同時也有望探尋出提高鎂合金耐腐蝕性能的新方法。本文重點研究了鎂合金的表面

2、處理，以及玻璃纖維增強樹脂/鎂合金/玻璃纖維增強樹脂復合層板及其制備方法和性能等。主要工作與研究結(jié)論如下：
　?、偻ㄟ^砂紙打磨，制備了不同粗糙度的鎂合金表面，通過光學顯微鏡觀察了鎂合金表面形貌，測試分析了表面處理后的鎂合金制備的玻璃纖維增強樹脂/復合層板的拉伸剪切性能。結(jié)果顯示，經(jīng)120＃砂紙打磨的鎂合金板制備的復合層板的拉伸剪切強度為8.6MPa，高于1000#和2000#砂紙打磨的6.0MPa和4.3MPa；經(jīng)120#砂紙打磨

3、后的鎂合金板制備的復合層板的拉剪彈性模量為0.5GPa，略高于1000#和2000#砂紙打磨的，但差別不大。拉伸剪切試樣斷口SEM圖像顯示，經(jīng)120#砂紙打磨的鎂合金板制備的復合層板斷口更傾向于樹脂層的內(nèi)聚斷裂，而經(jīng)1000#和2000#砂紙打磨的有較多附著斷裂，表明相對較粗糙的鎂合金表面有利于提高復合界面的粘結(jié)強度。
　?、趯嶒灢?yōu)化了玻璃纖維增強樹脂/鎂合金復合層板的熱壓成型工藝，發(fā)現(xiàn)賦予復合層板良好力學性能的熱壓成型工藝為：

4、模具溫度140℃，熱壓機壓力6MPa，保溫保壓時間30min。采用此工藝制備的120#砂紙打磨的鎂合金板制備的復合層板的主要力學性能為：拉伸強度298.9MPa，拉伸模量為32.6GPa，伸長率為3.0％，彎曲強度為243.2MPa、彎曲模量為22.6GPa，較經(jīng)1000#和2000#砂紙打磨的復合層板高8%~13%，而且，復合層板的拉伸強度較單獨的鎂合金高10.4%。
　?、弁ㄟ^SEM觀察、失重法以及力學性能測試等手段，研究了復

5、合層板在不同溫度，濃度和pH值的鹽水溶液中的耐蝕性能，結(jié)果表明：
　　1)鹽水溫度對復合的耐腐蝕性能有一定影響：80℃的鹽水中的復合層板中的鎂合金腐蝕面積較常溫的大，且復合層板試樣試樣經(jīng)過7天熱鹽水浸泡后重量下降0.19%且拉伸強度下降7.8%；而在常溫鹽水中復合層板中的鎂合金基本沒發(fā)生明顯腐蝕，7天常溫鹽水浸泡后重量基本沒有發(fā)生變化且拉伸強度僅下降2.7%，說明復合層板在常溫鹽水溶液中耐腐蝕性能較好。
　　2)鹽溶度對復合

6、層板的耐腐蝕性能影響不大：復合層板試樣在濃度為1.5 wt.%和5.0wt.%的常溫鹽水溶液中浸泡7d后，試樣重量均未發(fā)生明顯變化，復合層板中的鎂合金未出現(xiàn)明顯腐蝕現(xiàn)象，拉伸強度為出現(xiàn)明顯降低。
　　3)酸性鹽水對復合層板的腐蝕稍大于中、堿性鹽水：復合層板試樣在pH=3.5的酸性鹽水溶液中浸泡7d后，試樣重量下降0.19%，拉伸強度和彎曲強度分別下降8.7%和16.8%；在pH=10.5的堿性鹽水溶液中浸泡7d后，試樣重量下降0.