晶須復合材料
① 復合材料是什麼有哪些用途
高分子碳纖維材料,玻璃鋼等,用於特種製造,比如降低設備自身重量,降低有效雷達反射截面等。
② 顆粒、晶須、短纖維、長纖維在復合材料中復合有什麼相同點和不同點
相同點:都是填充材料的粒度特性的表徵。 不同點:顆粒是指一般的填充材專料的。 晶須、短屬纖維、長纖維都是對增強材料來說的。 主要是填充性能不同。 增強效果不同。長纖維的增強性能較好,但是填充性能不太好。 短纖維的填充性能略有改善。 晶須類材料是新型的增強材料,是纖維類增強材料的替代材料。 一般具有相容性好和增強性能好的的特點。
③ 什麼是復合材料
復合材料是人們運用先進的材料制備技術將不同性質的材料組分優化組合而成內的新材料。一般定義的復合容材料需滿足以下條件:
1、 復合材料必須是人造的,是人們根據需要設計製造的材料;
2、復合材料必須由兩種或兩種以上化學、物理性質不同的材料組分,以所設計的形式、比例、分布組合而成,各組分之間有明顯的界面存在;
3、它具有結構可設計性,可進行復合結構設計;
4、復合材料不僅保持各組分材料性能的優點,而且通過各組分性能的互補和關聯可以獲得單一組成材料所不能達到的綜合性能。
(3)晶須復合材料擴展閱讀:
復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。
非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬。
樹脂基復合材料採用的增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等。
④ 什麼是復合材料和高性能復合材料
復合材料,是由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的方法,在宏觀(微內觀)上組容成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短,產生協同效應,使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。
高性能復合材料是由兩種或兩種以上異質、異型、異性材料復合而成的具有特殊功能和結構的新型材料,具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐腐蝕性好等特點,已逐步取代木材及金屬合金,廣泛應用於航空航天、汽車、電子電氣、建築、健身器材等領域。
⑤ 什麼叫做晶須
晶須是指在人工控制條件下以單晶形式生長成的一種纖維,其直徑非常小(微米數量級),不含有通常材料中存在的缺陷(晶界、位錯、空穴等),其原子排列高度有序,因而其強度接近於完整晶體[1]的理論值。其機械強度等於鄰接原子間力。晶須的高度取向結構不僅使其具有高強度、高模量和高伸長率,而且還具有電、光、磁、介電、導電、超導電性質。晶須的強度遠高於其他短切纖維,主要用作復合材料的增強體,用於製造高強度復合材料。製造晶須的材料分金屬、陶瓷和高分子材料3大類。已發現有100多種材料可製成晶須,主要是金屬、氧化物、碳化物、鹵化物、氮化物、石墨和高分子化合物。晶須可從過飽氣相、熔體、溶液或固體生長,常生產成不同規格的纖維,其使用形態有原棉、松纖維、氈或紙。原棉(如由藍寶石晶須構成)具有很鬆散的結構,長徑比為500~5000∶1,松密度為0.028g/cm3。松纖維具有輕微交錯的結構,長徑比為10~200∶1。氈或紙狀的晶須,排列雜亂,長徑比為250~2500∶1。
β-SiC晶須及其作為增強增韌耐磨耐腐蝕耐高溫復合材料市場前景分析。
SiC晶須是高技術關鍵新材料,是金屬基、陶瓷基和高聚物基等先進復合材料的增強劑,用於陶瓷基、金屬基和樹脂基復合材料。已在陶瓷刀具、太空梭、汽車用零部件、化工、機械及能源生產中獲廣泛應用。
SiC晶須目前主要應用領域在陶瓷刀具增韌。美國開發成功「SiC晶須及納米復合噴塗」,用於耐磨耐腐蝕耐高溫塗層,SiC晶須市場需求量將急劇增加,市場前景非常廣闊。
碳化硅晶須具有優良的機械性能、耐熱性、耐用腐蝕性以及抗高溫氧化性能,該新產品與基質材料具有良好的相容性,近年來已成為各類高性能復合材料的主要增強、增韌劑之一。廣泛用作金屬、塑料、陶瓷的復合材料。
生產可行性預測:碳化硅晶須增強的復合材料可開發應用於航空、軍事、礦冶、化工、汽車、運動器材、切削工具、噴咀、耐高溫部件等領域。晶須補強氮化硅陶瓷基復合材料具有優異的物理力學性能,除了可為發動機的零部件外還可廣泛應用於各種耐磨、耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊場合,具有廣闊的前景。在切削刀具、石材鋸、紡織割刀、噴砂咀、耐高溫擠壓模、密封環、裝甲等都有很大的市場需求。
北美的結構陶瓷市場主要組成是切削工具、耐磨零件、熱力發動機零件和航空技術製品。約有37%的結構陶瓷零件是由陶瓷基體復合物製成。而其餘的則是單一陶瓷製品。陶瓷基體復合材料主要用於生產切削工具、耐磨零件、插件以及航空工業用產品。對於切削工具而言,使用由TiC、強化的Si3N4和Al2O3以及由SiC晶須強化的Al2O3製成的基體復合陶瓷基體復合物製造的產品市場大部分(約41%)為耐磨產品,有些類型的陶瓷復合材料還用於雷達、發動機和飛機燃氣輪機。17%的結構陶瓷應用在陶瓷刀具上。包括Al2O3、Al2O3/TiC、SiC晶須增強Al2O3、Si3N4和Sialon陶瓷。陶瓷刀具市場的發展速度得益於產業化進程的加快,SiC晶須增強Al2O3和Si3N4刀具價格下降也使陶瓷刀具更具市場競爭力。
⑥ 復合材料的特點
您好,首先介紹一下復合材料
復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的方法,在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短,產生協同效應,使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。
其次復合材料的特點:
以目前用於高性能復合材料的玻璃纖維主要有高強度玻璃纖維、石英玻璃纖維和高硅氧玻璃纖維等為例。碳纖維復合材料具有強度高、模量高、耐高溫、導電等一系列性能,首先在航空航天領域得到廣泛應用,近年來在運動器具和體育用品方面也廣泛採用。據預測,土木建築、交通運輸、汽車、能源等領域將會大規模採用工業級碳纖維。1997~2000年間,宇航用碳纖維的年增長率估計為31%,而工業用碳纖維的年增長率估計會達到130%。中國的碳纖維總體水平還比較低,相當於國外七十年代中、末期水平,與國外差距達20年左右。國產碳纖維的主要問題是性能不太穩定且離散系數大、無高性能碳纖維、品種單一、規格不全、連續長度不夠、未經表面處理、價格偏高等。
以上就是我的回答,望採納謝謝!詳情可參考:
合成石廠家【科普】碳纖維復合材料的優缺點大賞!一
⑦ sic晶須增強鋁基復合材料是什麼
小擠壓+ 軋制,成功地制備出具有良好超塑性行為的SiC晶須增強LY12鋁基復合材料,採用透射電鏡、專差示掃描量屬熱計等現代分析手段,結合傳統超 塑性理論,深入研究了其超塑性變形的機制。研究表明,增強相分布均勻,基體晶粒細小(1μm);在溫度為788~808K、初始應變速率為3.3×10~ (-3)~3.3×10~(-2)s~(-1)的拉伸條件下,超塑延伸率為200%~370%;超塑變形的機制為傳統的晶界擴散機制和微量液相共同協調的 晶界滑動與界面滑動。
⑧ 為什麼復合材料中的增強相主要選纖維和晶須
復合材料中的增強相主要選纖維和晶須,是因為纖維和晶須有很強的抗版拉強度和伸長率。比如晶權須,它不含有通常材料中存在的缺陷(晶界、位錯、空穴等),其原子排列高度有序,因而其強度接近於完整晶體的理論值。其機械強度等於鄰接原子間力。晶須的高度取向結構不僅使其具有高強度、高模量和高伸長率。
晶須是由高純度單晶生長而成的微納米級的短纖維。其機械強度等於鄰接原子間力產生的強度。晶須的高度取向結構不僅使其具有高強度、高模量和高伸長率,而且還具有電、光、磁、介電、導電、超導電性質。
⑨ 晶須的市場前景
以SiC晶須為例的市場前景分析:
SiC晶須是高技術關鍵新材料,是金屬基、陶瓷基和高聚物基等先進復合材料的增強劑,用於陶瓷基、金屬基和樹脂基復合材料。已在陶瓷刀具、太空梭、汽車用零部件、化工、機械及能源生產中獲廣泛應用。
SiC晶須主要應用領域在陶瓷刀具增韌。美國開發成功「SiC晶須及納米復合噴塗」,用於耐磨耐腐蝕耐高溫塗層,SiC晶須市場需求量將急劇增加,市場前景非常廣闊。
碳化硅晶須具有優良的機械性能、耐熱性、耐用腐蝕性以及抗高溫氧化性能,該新產品與基質材料具有良好的相容性,已成為各類高性能復合材料的主要增強、增韌劑之一。廣泛用作金屬、塑料、陶瓷的復合材料。
SiC晶須增強的復合材料可開發應用於航空、軍事、礦冶、化工、汽車、運動器材、切削工具、噴咀、耐高溫部件等領域。晶須補強氮化硅陶瓷基復合材料具有優異的物理力學性能,除了可作為發動機的零部件外還可廣泛應用於各種耐磨、耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊場合,具有廣闊的前景。在切削刀具、石材鋸、紡織割刀、噴砂咀、耐高溫擠壓模、密封環、裝甲等都有很大的市場需求。
北美的結構陶瓷市場主要組成是切削工具、耐磨零件、熱力發動機零件和航空技術製品。約有37%的結構陶瓷零件是由陶瓷基體復合物製成。而其餘的則是單一陶瓷製品。陶瓷基體復合材料主要用於生產切削工具、耐磨零件、插件以及航空工業用產品。對於切削工具而言,使用由TiC強化的Si3N4和Al2O3以及由SiC晶須強化的Al2O3製成的基體復合陶瓷基體復合物製造的產品,大部分(約41%)為耐磨產品,有些類型的陶瓷復合材料還用於雷達、發動機和飛機燃氣輪機。17%的結構陶瓷應用在陶瓷刀具上。包括Al2O3、Al2O3/TiC、SiC晶須增強Al2O3、Si3N4和Sialon陶瓷。陶瓷刀具市場的發展速度得益於產業化進程的加快,SiC晶須增強Al2O3和Si3N4刀具價格下降也使陶瓷刀具更具市場競爭力。
⑩ 復合材料與共混材料的區別
復合材料是由兩種或兩種以上的材料結合在一起所組成的。其中的一種材料作為基體,其它的材料作為增強相,基體通常是連續的,增強相可以使顆粒、纖維、層板。可以認為增強相是鑲嵌在基體里的。
共混是兩種以上材料發生反應,生成了新的分子,事實上已經是一種新的物質了。
復合材料
composite material
以一種材料為基體,另一種材料為增強體組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長補短,產生協同效應,使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。
復合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復合而成。20世紀40年代,因航空工業的需要,發展了玻璃纖維增強塑料(俗稱玻璃鋼),從此出現了復合材料這一名稱。50年代以後,陸續發展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。70年代出現了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復合,構成各具特色的復合材料。
分類 復合材料按其組成分為金屬與金屬復合材料、非金屬與金屬復合材料、非金屬與非金屬復合材料。按其結構特點又分為:①纖維復合材料。將各種纖維增強體置於基體材料內復合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。②夾層復合材料。由性質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。③細粒復合材料。將硬質細粒均勻分布於基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷等。④混雜復合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強相復合材料比,其沖擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱膨脹性能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜復合材料。
60年代,為滿足航空航天等尖端技術所用材料的需要,先後研製和生產了以高性能纖維(如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等)為增強材料的復合材料,其比強度大於4×106厘米(cm),比模量大於4×108cm。為了與第一代玻璃纖維增強樹脂復合材料相區別,將這種復合材料稱為先進復合材料。按基體材料不同,先進復合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料。其使用溫度分別達250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先進復合材料除作為結構材料外,還可用作功能材料,如梯度復合材料(材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續梯變的功能復合材料)、機敏復合材料(具有感覺、處理和執行功能,能適應環境變化的功能復合材料)、仿生復合材料、隱身復合材料等。
性能 復合材料中以纖維增強材料應用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度和比模量大。例如碳纖維與環氧樹脂復合的材料,其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數倍,還具有優良的化學穩定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹脂復合可得到膨脹系數幾乎等於零的材料。纖維增強材料的另一個特點是各向異性,因此可按製件不同部位的強度要求設計纖維的排列。以碳纖維和碳化硅纖維增強的鋁基復合材料,在500℃時仍能保持足夠的強度和模量。碳化硅纖維與鈦復合,不但鈦的耐熱性提高,且耐磨損,可用作發動機風扇葉片。碳化硅纖維與陶瓷復合,使用溫度可達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,構成耐燒蝕材料,已用於航天器、火箭導彈和原子能反應堆中。非金屬基復合材料由於密度小,用於汽車和飛機可減輕重量、提高速度、節約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合製成的復合材料片彈簧,其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當。
成型方法 復合材料的成型方法按基體材料不同各異。樹脂基復合材料的成型方法較多,有手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成型、反應注射成型、軟膜膨脹成型、沖壓成型等。金屬基復合材料成型方法分為固相成型法和液相成型法。前者是在低於基體熔點溫度下,通過施加壓力實現成型,包括擴散焊接、粉末冶金、熱軋、熱拔、熱等靜壓和爆炸焊接等。後者是將基體熔化後,充填到增強體材料中,包括傳統鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等、陶瓷基復合材料的成型方法主要有固相燒結、化學氣相浸滲成型、化學氣相沉積成型等。
應用 復合材料的主要應用領域有:①航空航天領域。由於復合材料熱穩定性好,比強度、比剛度高,可用於製造飛機機翼和前機身、衛星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的殼體、發動機殼體、太空梭結構件等。②汽車工業。由於復合材料具有特殊的振動阻尼特性,可減振和降低雜訊、抗疲勞性能好,損傷後易修理,便於整體成形,故可用於製造汽車車身、受力構件、傳動軸、發動機架及其內部構件。③化工、紡織和機械製造領域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體復合而成的材料,可用於製造化工設備、紡織機、造紙機、復印機、高速機床、精密儀器等。④醫學領域。碳纖維復合材料具有優異的力學性能和不吸收X射線特性,可用於製造醫用X光機和矯形支架等。碳纖維復合材料還具有生物組織相容性和血液相容性,生物環境下穩定性好,也用作生物醫學材料。此外,復合材料還用於製造體育運動器件和用作建築材料等。