現代復合材料所採用的纖維增強體大多是
㈠ 復合材料的特性有哪些
復合材料有特性:
1、復合材料的比強度和比剛度較高。材料的強度除以密度稱為比強度;材料的剛度除以密度稱為比剛度。這兩個參量是衡量材料承載能力的重要指標。比強度和比剛度較高說明材料重量輕,而強度和剛度大。這是結構設計,特別是航空、航天結構設計對材料的重要要求。現代飛機、導彈和衛星等機體結構正逐漸擴大使用纖維增強復合材料的比例。
2、 復合材料的力學性能可以設計,即可以通過選擇合適的原材料和合理的鋪層形式,使復合材料構件或復合材料結構滿足使用要求。例如,在某種鋪層形式下,材料在一方向受拉而伸長時,在垂直於受拉的方向上材料也伸長,這與常用材料的性能完全不同。又如利用復合材料的耦合效應,在平板模上鋪層製作層板,加溫固化後,板就自動成為所需要的曲板或殼體。
3、復合材料的抗疲勞性能良好。一般金屬的疲勞強度為抗拉強度的40~50%,而某些復合材料可高達70~80%。復合材料的疲勞斷裂是從基體開始,逐漸擴展到纖維和基體的界面上,沒有突發性的變化。因此,復合材料在破壞前有預兆,可以檢查和補救。纖維復合材料還具有較好的抗聲振疲勞性能。用復合材料製成的直升飛機旋翼,其疲勞壽命比用金屬的長數倍。
4、復合材料的減振性能良好。纖維復合材料的纖維和基體界面的阻尼較大,因此具有較好的減振性能。用同形狀和同大小的兩種粱分別作振動試驗,碳纖維復合材料粱的振動衰減時間比輕金屬粱要短得多。
5、 復合材料通常都能耐高溫。在高溫下,用碳或硼纖維增強的金屬其強度和剛度都比原金屬的強度和剛度高很多。普通鋁合金在400℃時,彈性模量大幅度下降,強度也下降;而在同一溫度下,用碳纖維或硼纖維增強的鋁合金的強度和彈性模量基本不變。復合材料的熱導率一般都小,因而它的瞬時耐超高溫性能比較好。
6、復合材料的安全性好。在纖維增強復合材料的基體中有成千上萬根獨立的纖維。當用這種材料製成的構件超載,並有少量纖維斷裂時,載荷會迅速重新分配並傳遞到未破壞的纖維上,因此整個構件不至於在短時間內喪失承載能力。
7、復合材料的成型工藝簡單。纖維增強復合材料一般適合於整體成型,因而減少了零部件的數目,從而可減少設計計算工作量並有利於提高計算的准確性。另外,製作纖維增強復合材料部件的步驟是把纖維和基體粘結在一起,先用模具成型,而後加溫固化,在製作過程中基體由流體變為固體,不易在材料中造成微小裂紋,而且固化後殘余應力很小。
㈡ 碳纖維增強復合材料的增強體是啥
所謂的增強體應該說的是碳絲本身。
一般來說碳纖維絲是浸在樹脂里的,所以也稱為碳纖維預浸布。
陶瓷的方面不太了解,應該是陶瓷內部有碳纖維絲作增強,一般來說應該是短切絲。
㈢ 復合材料的基體和增強體在材料中分別起什麼作用
復合材料:由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的專方法,在宏觀或屬微觀上組成具有新性能的合成材料。復合材料分為基體和增強體兩部分。
復合材料的基體材料:
金屬基體有:鋁、鎂、銅、鈦及其合金。
非金屬基體有:合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。
復合材料的增強材料: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。
復合材料基體即復合材料中作為連續相的材料,基體起到粘結作用,均衡載荷,分散載荷,保護增強體(纖維)的作用。
復合材料的增強體起到骨架的作用,用作支持復合材料基體的結構,作為整個復合材料的支架。
㈣ 復合材料主要有哪些性能特點
性能特點復:
復合材料中以纖維增強材制料應用最廣、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。
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。
(4)現代復合材料所採用的纖維增強體大多是擴展閱讀
滿足復合材料的條件:
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。
㈤ 簡述復合纖維材料的優點
復合材料有特性:
1、復合材料的比強度和比剛度較高。材料的強度除以密度稱為比強度;材料的剛度除以密度稱為比剛度。這兩個參量是衡量材料承載能力的重要指標。比強度和比剛度較高說明材料重量輕,而強度和剛度大。這是結構設計,特別是航空、航天結構設計對材料的重要要求。現代飛機、導彈和衛星等機體結構正逐漸擴大使用纖維增強復合材料的比例。
2、 復合材料的力學性能可以設計,即可以通過選擇合適的原材料和合理的鋪層形式,使復合材料構件或復合材料結構滿足使用要求。例如,在某種鋪層形式下,材料在一方向受拉而伸長時,在垂直於受拉的方向上材料也伸長,這與常用材料的性能完全不同。又如利用復合材料的耦合效應,在平板模上鋪層製作層板,加溫固化後,板就自動成為所需要的曲板或殼體。
3、復合材料的抗疲勞性能良好。一般金屬的疲勞強度為抗拉強度的40~50%,而某些復合材料可高達70~80%。復合材料的疲勞斷裂是從基體開始,逐漸擴展到纖維和基體的界面上,沒有突發性的變化。因此,復合材料在破壞前有預兆,可以檢查和補救。纖維復合材料還具有較好的抗聲振疲勞性能。用復合材料製成的直升飛機旋翼,其疲勞壽命比用金屬的長數倍。
4、復合材料的減振性能良好。纖維復合材料的纖維和基體界面的阻尼較大,因此具有較好的減振性能。用同形狀和同大小的兩種粱分別作振動試驗,碳纖維復合材料粱的振動衰減時間比輕金屬粱要短得多。
5、 復合材料通常都能耐高溫。在高溫下,用碳或硼纖維增強的金屬其強度和剛度都比原金屬的強度和剛度高很多。普通鋁合金在400℃時,彈性模量大幅度下降,強度也下降;而在同一溫度下,用碳纖維或硼纖維增強的鋁合金的強度和彈性模量基本不變。復合材料的熱導率一般都小,因而它的瞬時耐超高溫性能比較好。
6、復合材料的安全性好。在纖維增強復合材料的基體中有成千上萬根獨立的纖維。當用這種材料製成的構件超載,並有少量纖維斷裂時,載荷會迅速重新分配並傳遞到未破壞的纖維上,因此整個構件不至於在短時間內喪失承載能力。
復合材料的成型工藝簡單。纖維增強復合材料一般適合於整體成型,因而減少了零部件的數目,從而可減少設計計算工作量並有利於提高計算的准確性。另外,製作纖維增強復合材料部件的步驟是把纖維和基體粘結在一起,先用模具成型,而後加溫固化,在製作過程中基體由流體變為固體,不易在材料中造成微小裂紋,而且固化後殘余應力很小。
㈥ 玻璃纖維復合材料
玻璃纖維復合材料通常指:玻璃鋼。
玻璃鋼亦稱作GFRP,即纖維強化塑料,一般指用玻璃纖維增強不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂基體。以玻璃纖維或其製品作增強材料的增強塑料,稱謂為玻璃纖維增強塑料,或稱謂玻璃鋼,注意與鋼化玻璃區別開來。由於所使用的樹脂品種不同,因此有聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。質輕而硬,不導電,性能穩定.機械強度高,回收利用少,耐腐蝕。可以代替鋼材製造機器零件和汽車、船舶外殼等。
玻璃鋼別名玻璃纖維增強塑料,俗稱FRP(Fiber Reinforced Plastics),即纖維增強復合塑料。根據採用的纖維不同分為玻璃纖維增強復合塑料(GFRP),碳纖維增強復合塑料(CFRP),硼纖維增強復合塑料等。它是以玻璃纖維及其製品(玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強材料,以合成樹脂作基體材料的一種復合材料。纖維增強復合材料是由增強纖維和基體組成。纖維(或晶須)的直徑很小,一般在10μm以下,缺陷較少又較小,斷裂應變約為千分之三十以內,是脆性材料,易損傷、斷裂和受到腐蝕。基體相對於纖維來說,強度、模量都要低很多,但可以經受住大的應變,往往具有粘彈性和彈塑性,是韌性材料。
㈦ 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。
(7)現代復合材料所採用的纖維增強體大多是擴展閱讀:
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。
㈧ 纖維增強復合材料常用的基體是什麼
樹脂。
纖維增強復合材料常用的基體是不飽和聚酯樹脂和環氧樹脂。
㈨ 復合材料有哪些特性
復合材料的特性:
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。
基本介紹:
復合材料是由金屬材料、陶瓷材料或高分子材料等兩種或兩種以上的材料經過復合工藝而制備的多相材料,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。復合材料由連續相的基體和被基體包容的相增強體組成。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、石墨、橡膠、陶瓷、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、石棉纖維、碳化硅纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。
主要分類:
復合材料是一種混合物。在很多領域都發揮了很大的作用,代替了很多傳統的材料。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、纖維增強復合材料: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。
應用領域:
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、汽車工業領域: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。
㈩ 常用的纖維增強材料
纖維增強復合材料(Fiber Reinforced Polymer /Plastics,簡稱FRP),由纖維材料與基體材料經過纏繞,模壓或拉擠等成型工藝而形成的復合材料。常用的增強纖維材料有碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維,基體材料有環氧樹脂、乙烯基酯樹脂、不飽和聚酯樹脂等。由微觀到宏觀,首先由極細的纖維絲按一定方向排列或編織為板、布等形式,再與基體材料膠結後形成纖維增強復合材料製品。
纖維增強復合材料具有一系列的優良性能。如FRP本身重量輕,密度約為14-21kN/m³,為鋼的1/6~1/4,比鋁還輕,而FRP的強度/重量比通常可達鋼材的4倍以上,可應用於大跨結構中時,極大減輕結構自重,也同時能夠符合航空、航天結構設計對材料的重要要求。而且FRP材料的力學性能可以設計,即可以通過選擇合適的原材料和合理的鋪層形式,使復合材料構件或復合材料結構滿足使用要求。FRP的生產製作工藝包括拉擠、纏繞、手糊、噴射成型等多種方式,不僅可規模化生產形狀規則的FRP製品,更可製作出幾乎任意形狀的板材用於構築非線性工藝造型。另外,在纖維增強復合材料的基體中有成千上萬根獨立的纖維。當用這種材料製成的構件超載,並有少量纖維斷裂時,載荷會迅速重新分配並傳遞到未破壞的纖維上,因此整個構件不至於在短時間內喪失承載能力。
纖維增強復合材料自從20世紀40年代問世以來,最先被應用於航空航天、國防軍工等領域。比如波音787和空客350等客機製造材料中,纖維增強復合材料的使用比例均超過50%(重量比),高於鋼、鋁、鈦等金屬及其合金。隨著科技的進步和發展,材料制備成本也逐漸降低,纖維增強復合材料也逐漸開始走入人們的日常生活,常用的有玻璃纖維增強復合材料GFRP(俗稱玻璃鋼)、碳纖維增強復合材料CFRP。GFRP多用於景觀雕塑、座椅、垃圾桶、儲料罐等,CFRP可用於遊艇、汽車、自行車、體育休閑器具等。
在建築領域,纖維增強復合材料始於上個世紀60年代便開始應用,到90年代,隨著纖維復合材料加固鋼筋混凝土結構技術的興起,工程界才逐漸認可對這種新型材料。過去,建築師一直使用木材、石頭、鋼鐵、混凝土等傳統的建築材料,現代社會對建築的功能性和審美性更為關注,薄殼結構、懸挑結構、懸索結構、網架結構等新型結構對建築材料提出了更高的要求。如上海迪士尼樂園明日世界佔地面積超過2300平方米,廣泛的內部和外部建築結構和座椅都是用幾百種不同形狀和尺寸的阻燃膠衣飾面FRP部件組成的,而且所有所需的FRP部件都是手糊成形的。為了確保用於迪斯尼樂園的所有FRP滿足國家對完全組裝復合材料部件的B1防火性等級要求,材料製造公司最終利用高性能聚氨酯丙烯酸酯,以三水合鋁(ATH)作為輔助樹脂,根據需要加入了450g/㎡的玻璃纖維短切原絲氈和450g/㎡的無捻粗紗布作為增強材料。