对优化西萨尔纤维增强聚复合材料的机械性能和微观结构特征的实验研究
G Sathishkumar1, A Uma Devi2, M Prem Kumar Reddy3
1Department of Mechanical Engineering, Vels Institute of Science, Technology & Advanced Studies, Chennai, Tamil Nadu, 600117, India.
Scientific reports
|October 17, 2025
概括
这项研究优化了用西萨尔纤维增强的聚复合材料. 在15%的芝麻纤维含量下,可以实现结构应用的最佳性能,平衡机械强度,动态性能和热稳定性.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 聚合物复合材料 聚合物复合材料
- 自然纤维复合材料天然纤维复合材料
背景情况:
- 聚复合材料被广泛使用,但可以用天然纤维增强.
- 西萨尔纤维提供了一个可持续且具有成本效益的增强选项.
- 了解复合材料在各种条件下的行为对于应用至关重要.
研究的目的:
- 研究西萨尔纤维增强聚复合材料的机械,动力和热性能.
- 为了确定结构应用的最佳西萨尔纤维含量.
- 分析纤维负荷对复合材料性能的影响.
主要方法:
- 复合材料的制造使用手工手工布置,使用不同的西萨尔纤维重量分数 (5-20%).
- 综合测试包括机械 (拉力,曲,冲击,剪切,压缩),自由振动,阻尼和热分析.
- 扫描电子显微镜 (SEM) 用于微观结构分析.
主要成果:
- 增加西萨尔纤维含量通常会改善机械性能,自然频率和储存模量.
- 峰值阻尼值 (tan δ) 随着纤维负载的增加而下降.
- 15%的西萨尔纤维含量提供了最平衡的性能,20%产生了最高的冲击和压力强度.
结论:
- 纤维含量显著影响聚复合材料的机械,动态和热性能.
- 15%的西萨尔纤维负载被确定为最佳适用于需要平衡性质的应用.
- 纤维的分布和方向是影响复合材料整体性能的关键因素.
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