小至民用浴盆,大至船体结。玻璃钢的应用范围十分广泛。而用玻璃钢代替钢材,也将在今后汽车,造船,航空和工业中进一步获得发展。玻璃钢的制作可以因用途的不同,而选用不同的树脂基体,如一般无特殊性能要求而量大面广的产品,像各类容器,船体等,可采用聚酯为基体的。玻璃钢,不仅价格相对便宜,且制作工艺更简单,有绝缘性能要求的玻璃钢制品,可采用环氧树脂为基体的玻璃钢,有耐高温要求的制品,可采用酚醛树脂为基体的玻璃钢。碳纤维复合材料用碳纤维代替玻璃纤维作增强剂的树脂。基复合材料,被认为是第二代纤维增强复合材料。它具有比玻璃纤维更轻的相对密度和更高的模_,是一种性能更为优良的增强剂。用它和树脂形成的复合材料,其相对密度只有钢的 / ? / 。
而强度则比钢要高出 ? 倍,较玻璃钢则高出 倍。它为汽车,空以及宇航等事业的发展开辟了良好前景。它是当今汽车工业中寻找质量轻而强度高的材料来替代钢材的一个选择,在保持汽车强度要求下,大幅度减轻汽车重量,可以大量节约汽油的消耗。如美国已在一部分汽车制造中改用纤维复合材料,其年节约汽油达 0亿。 第 章复合材料成型机,材料的选用与制品成型方法 加仑( 加仑= . dm )以上。碳纤维树脂合成材料在航空工业中的应用已从不承力部位进人承力部位,如飞机尾翼主翼及其他承力部位的结构均可使用这类材料,当今的波音 和空客a 0。等大型客机,均大量使用此种材料。大型民用航机的运输成本中有 0%为燃料费用。
功能复合材料是将两种或多种具有不同功能的材料复合成一体,其新功能具有原功能的相乘效应。如某种具有a—b转换功能的材料,与另一种具有b—c转换功能的材料相复合,其终所得的复合材料,其功能是前二者功能相乘的结果,即成为具—c转换功能的材料。如将一种具有压电转换功能的材料与另一种具有电光转换功能的材料相复合,可得到所需要的压光转换功能的材料。复合功能材料的上述特点,使人们对功能材料的开发和材料性能设计的思想进人一个新的领域,使人们有可能按照预想的材料性。能与功能来制取相应的材料。这一成果目前已在取得一定的第 章复合材料成型机,材料的选用与制品成型方法i-进展,例如合成高分子聚合物与石墨粉的复合材料。
已用于石油输油管道的加热体,来达到自动控制油温,它是利用合成髙分子聚合。物质热膨胀,以及石墨因膨胀而改变电阻的相乘效应,从而达到自动控温的功能。随着科技事业的发展,组成复合材料的基体材料和增强剂材料将有更多的选择,而功能复合的途径亦会渐趋扩大,这将为新技术的发展作出更多的贡献。 . .聚合物基复合材料的特点与复合效应树脂基复合材料作为一种复合材料,是由两个或两个以上的独立物理相,包含基体材料(树脂)和增强材料,所组成的一种固体产物。树脂基复合材料具有如下的特点:各向异性(短切纤维复合材料等显各向同性)。不均质(或结构组织质地的不连续性),呈黏弹, 纤维(或树脂)体积含量不同,材料的物理性能差异较大。
影响质量因素多,材料性能多呈分散性。树脂基复合材料的整体性能并不是其组分材料性能的简单叠加。或者平均,这其中涉及一个复合效应问题。复合效应实质上是原相材料及其所形成的界面相互作用,相互依存,相互补充的结果,它表现为树脂基复合材料的性能在其组分材料性能基础上的线性和非线性的综合。复合效应有正有负,性能的提高总是人们所期望的。但有些材料在复合之后某些方面的性能出现抵消甚至降低的现象是不可避免的。复合效应的表现形式多样,大致上可分为两种类型:混合效应和协同效应。混合效应也称作平均效应,是组分材料性能取长补短共同作用的结果,它是组分材料性能比较稳定的总体反映,对局部的扰动反。应不敏感。协同效应与混合效应相比。
则是普遍存在的且形式多样,反映的是组分材料的各种原位特性。所谓原位特性,意味着各 一塑料复合材料成型技术难题解答相组分材料在复合材料中表现出来的性能并不只是其单独存在时的。性能,单独存在时的性能不能表征其复合后材料的性能。 . 树脂基复合材料的力学性能力学性能是材料重要的性能。树脂基复合材料具有比强度高,比模量大,抗疲劳性能好等优点,用于承力结构的树脂基复合材料利用的正是它的这种优良的力学性能。而利用各种物理,化学。和生物功能的功能复合材料,在制造和使用过程中,也必须考虑其力学性能,以保证产品的质量和使用寿命。 树脂基复合材料的刚度树脂基复合材料的刚度特性由组分材料的性质,增强材料的取向和其所占的体积分数决定。
热塑性复合材料的耐水性优于热固性复合材料。 电性能一般热塑性复合材料都具有良好的介电性能,不反射无线电电波,透过微波性能良好等。由于热塑性复合材料的吸水率比热固性玻璃钢小,故其电性能优于后者。在热塑性复合材料。 塑料复合材料成型技术难题解答中加入导电材料后,可改善其导电性能,防止产生静电。 废料能回收利用热塑性复合材料可重复加工成型,废品和边角余料能回收利用,不会造成环境污染。由于热塑性复合材料有很多优于热固性玻璃钢的特殊性能,用领域十分广泛,主要用于车辆制造工业,机电工业,化工防腐及建筑工程等方面。 . 0树脂基复合材料采用的增强材料树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维,碳纤维。
芳纶纤维,超高分子量聚乙烯纤维等。 玻璃纤维目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高。强度玻璃纤维,石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。 碳纤维碳纤维具有强度高,模量高,耐高温,导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。据预测,碳纤维复合材料在近年内还。将扩大开辟新的应用领域,土木建筑,交通运输,汽车,能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。 ? 000年间,航天用碳纤维的年增长率约为 %,而工业用碳纤维的年增长率达到了 0%。 芳纶纤维芳纶纤维比强度,比模量较高,因此被广泛应。用于航空航天领域的高性能复合材料零部件(如发动机壳体。