l'k環(huán)保行業(yè)新聞 復(fù)合材料需要掌握的知識
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訪問次數(shù)：541更新時間：2021-10-20 10:57:07
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產(chǎn)品簡介
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產(chǎn)品介紹
一、復(fù)合材料的性能特點1.比強度和比模量高復(fù)合材料的優(yōu)點是比強度和比模量(即強度、模量與密度之比)高.比強度和比模量是度量材料承載能力的一個指標(biāo)，比強度越高，同一零件的自重越小;比模量越高，零件的剛性越大。2.抗疲勞性好復(fù)合材料中基體與增強纖維間的界面可有效地阻止疲勞裂紋的擴展，同時基體中密布著大量纖維，疲勞斷裂時，裂紋的擴展要經(jīng)歷很曲折和復(fù)雜的路徑，所以疲勞強度高。金屬材料的疲勞破壞是由里向外突然發(fā)展的，事先沒有任何征兆;而纖維復(fù)合材料的疲勞破壞總是從纖維的薄弱環(huán)節(jié)開始，逐漸擴展到結(jié)合面上，破壞前有明顯的預(yù)兆。3.減振性能強結(jié)構(gòu)的自振頻率除與結(jié)構(gòu)本身形狀、質(zhì)量有關(guān)，還與材料的比模量的平方根成正比。纖維增強復(fù)合材料的比模量大，自振頻率高，避免了工作狀態(tài)下因共振而引起的早期破壞。同時，復(fù)合材料中纖維與基體界面具有吸振能力，因此振動阻尼很高，即使產(chǎn)生了共振也會很快衰減。4.減摩、耐磨、自潤滑性好在熱塑性塑料中摻入少量短切碳纖維可大大提高它的耐磨性，其增加的倍數(shù)為聚氯乙烯本身的3.8倍:聚四氟乙烯本身的3倍。碳纖維增強塑料還可以降低塑料的摩擦系數(shù)并具有良好的自潤滑性能，因此可以用于制造無油潤滑活塞環(huán)、軸承和齒輪。5.耐熱性高碳纖維增強樹脂復(fù)合材料的耐熱性比樹脂基體有明顯提高，而金屬基復(fù)合材料在耐熱性方面更顯示出其*性，碳化硅纖維、氧化鋁纖維與陶瓷復(fù)合，在空氣中能耐1200-1400℃高溫，要比所有超高溫合金的耐熱性高出100℃以上。用于柴油發(fā)動機，可取消原來的散熱器、水泵等冷卻系統(tǒng)，減輕重量約100kgo6.復(fù)合材料構(gòu)件制造工藝簡單，適合整體成型。在制造復(fù)合材料的同時，也就獲得了制件，從而減少零部件、緊固件和接頭的數(shù)目，并可節(jié)省原材料和工時。7.斷裂安全性高纖維增強復(fù)合材料中有大量獨立的纖維，過載時會使其部分纖維斷裂，但隨即會迅速進(jìn)行應(yīng)力的重新分配，而由未斷纖維承擔(dān)全部載荷，不致造成構(gòu)件在瞬間喪失承載能力而斷裂，所以工作安全性高。
二、復(fù)合材料的分類與應(yīng)用復(fù)合材料按結(jié)構(gòu)特點分為以下四類:
1. 纖維增強復(fù)合材料由增強纖維材料，如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等，與基體材料經(jīng)過纏繞，模壓或拉擠等成型工藝而形成的復(fù)合材料。根據(jù)增強材料的不同，常見的纖維增強復(fù)合材料分為玻璃纖維增強復(fù)合材料(GFRP);碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)以及芳綸纖維增強復(fù)合材料(AFRP)。復(fù)合材料中以纖維增強材料應(yīng)用zui廣、用量zui大。其特點是比重小、比強度和比模量大。例如碳纖維與環(huán)氧樹脂復(fù)合的材料，其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數(shù)倍，還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹脂復(fù)合可得到膨脹系數(shù)幾乎等于零的材料。纖維增強材料的另一個特點是各向異性，因此可按制件不同部位的強度要求設(shè)計纖維的排列。以碳纖維和碳化硅纖維增強的鋁基復(fù)合材料，在500℃時仍能保持足夠的強度和模量。碳化硅纖維與鈦復(fù)合，不但鈦的耐熱性提高，且耐磨損，可用作發(fā)動機風(fēng)扇葉片。碳化硅纖維與陶瓷復(fù)合， 使用溫度可達(dá)1500℃，比超合金渦輪葉片的使用溫度(1100℃)高得多。碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨，構(gòu)成耐燒蝕材料，已用于航天器、火箭dao彈和原子能反應(yīng)堆中。非金屬基復(fù)合材料由于密度小，用于汽車和飛機可減輕重量、提高速度、節(jié)約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合制成的復(fù)合材料片彈簧，其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當(dāng)。纖維增強復(fù)合材料被越來越廣泛地應(yīng)用于各種民用建筑、橋梁、公路、海洋、水工結(jié)構(gòu)以及地下結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域中。
2. 夾層復(fù)合材料由性質(zhì)不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、薄;芯材質(zhì)輕、強度低，但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。它已用于飛機上的天線罩隔板、機翼以及火車車廂、運輸容器等方面。
3. 細(xì)粒復(fù)合材料將硬質(zhì)細(xì)粒均勻分布于基體中，如彌散強化合金、金屬陶瓷等。顆粒復(fù)合材料可以在汽車上使用，用碳化硅粒子材料做汽車的制動器，減少汽車制動器的逐漸失靈現(xiàn)象。還可用它來做汽車的氣缸套，可改進(jìn)耐磨性。
4.混雜復(fù)合材料由兩種或兩種以上增強相材料混雜于一種基體相材料中構(gòu)成。與普通單增強相復(fù)合材料比，其沖擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高，并具有特殊的熱膨脹性能。分為層內(nèi)混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內(nèi)/層間混雜和超混雜復(fù)合材料。
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