復合材料制備設備

『壹』 高分子復合材料制備需要哪些設備

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『貳』 復合材料的制備方法

羥基磷來灰石(HA)是骨組織自的主要無機成分，其生物相容性好，具有較高的生物活性，能夠與骨組織形成化學鍵合，但其脆性和不易加工性也限制了其應用。聚己內酯(PCL)是一種具有良好的生物相容性和物理機械性能的可降解聚酯材料，但缺乏生物活性。而天然骨主要是由納米HA和膠原質構成的，可看作在基體中含有納米晶體的雙相復合材料。因此，從仿生角度出發，模擬人體骨的結構，以有機高分子特別是可降解高分子材料為基體，以HA為增強相制備的復合材料可以綜合二者的性能，揚長避短，優勢互補，可望得到一種理想的骨修復材料。

『叄』 什麼是復合材料如何設計和制備復合材料

復合材料在彈性模量、線脹系數和材料強度等方面具有明顯的各向異性性質。復合材料的各向異性雖然使分析工作復雜化了，但也給復合材料的設計提供了一個契機。人們可以根據不同方向上對剛度和強度等材料性能的特殊要求來設計復合材料及結構，制砂機生產廠家以滿足工程實際中的特殊需要。復合材料的不均勻性也是其顯著的特點。復合材料的幾何非線性及物理非線性也是要特殊考慮的。復合材料的可設計性是它超過傳統材料的最顯著的優點之一。
復合材料具有不同層次上的宏觀、細觀和微觀結構，如復合材料層合板中的纖維及纖維與基體的界面可視為微觀結構，而層合板作為宏觀結構，因此可採用細觀力學理論和/ 或數值分析手段對其進行設計。1520反擊破設計的復合材料可以在給定方向上具有所需要的剛度、強度及其他性能，而各向同性的傳統材料則不具有這樣的設計性。從復合材料的宏觀、細觀和微觀結構角度來看，可將復合材料分為圖3.1 所示的幾種類型。
復合材料設計涉及多個變數的優化及多層次設計的選擇。復合材料設計問題要求確定增強體的幾何特徵（連續纖維、顆粒等）、基體材料、增強材料和增強體的微觀結構以及增強體的體積分數。要想通過對上述設計變數進行系統的優化是一件比較復雜的事情。數值優化技術對材料設計問題提供了一種可行的替代方法。例如，對復合材料的層合板進行設計，為沖擊式破碎機 使其強度達到要求，可利用有限元法並結合適當的強度准則及本構模型對其進行材料及結構參數的優化；對復合材料殼體進行設計，為使其穩定性達到要求，可利用有限元法並結合相應的失穩模式及准則對其進行系統優化。

『肆』 目前金屬基復合材料的制備工藝主要有哪些

（一）粉末冶金復合法
粉末冶金復合法基本原理與常規的粉末冶金法相同，包括燒結成形法、燒結制坯加塑法加工成形法等適合於分散強化型復合材料（顆粒強化或纖維強化型復合材料）的制備與成型。粉末冶金復合法的工藝主要優點是：基體金屬或合金的成分可自由選擇，基體金屬與強化顆粒之間不易發生反應；可自由選擇強化顆粒的種類、尺寸，還可多種顆粒強化；強化顆粒添加量的范圍大；較容易實現顆粒均勻化。缺點是：工藝復雜，成本高；製品形狀、尺寸受限制；微細強化顆粒的均勻分散困難；顆粒與基體的界面不如鑄造復合材料等。
（二）鑄造凝固成型法
鑄造凝固成型法是在基體金屬處於熔融狀態下進行復合。主要方法有攪拌鑄造法、液相滲和法和共噴射沉積法等。鑄造凝固成型鑄造復合材料具有工藝簡單化、製品質量好等特點，工業應用較廣泛。
1、原生鑄造復合法
原生鑄造復合法（也稱液相接觸反應合成技術Liquid Contact Reaction：LCR）是將生產強化顆粒的原料加到熔融基體金屬中，利用高溫下的化學反應強化相，然後通過澆鑄成形。這種工藝的特點是顆粒與基體材料之間的結合狀態良好，顆粒細小（0.25～1.5μm），均勻彌散，含量可高達40%，故能獲得高性能復合材料。常用的元素粉末有鈦、碳、硼等，化合物粉末有Al2O3、TiO2、B2O3等。該方法可用於制備A1基、Mg基、Cu基、Ti基、Fe基、Ni基復合材料，強化相可以是硼化物、碳化物、氮化物等。
2、攪拌鑄造法
攪拌鑄造法也稱摻和鑄造法等，是在熔化金屬中加入陶瓷顆粒，經均勻攪拌後澆入鑄模中獲得製品或二次加工坯料，此法易於實現能大批量生成，成本較低。該方法在鋁基復合材料的制備方面應用較廣，但其主要缺點是基體金屬與強化顆粒的組合受限制。原因有兩方面：①強化顆粒與熔體基本金屬之間容易產生化學反應；②強化顆粒不易均勻分散在鋁合金一類的合金熔體中，這是由於陶瓷顆粒與鋁合金的潤滑性較差，另一個問題是陶瓷顆粒容易與溶質原子一起在枝晶間產生偏析。
3、半固態復合鑄造法
半固態復合鑄造法是從半固態鑄造法發展而來的。通常金屬凝固時，初生晶以枝晶方式長大，固相率達0.2%左右時枝晶就形成連續網路骨架，失去宏觀流動性。如果在液態金屬從液相到固相冷卻過程中進行強烈攪拌則使樹枝晶網路骨架被打碎而保留分散的顆粒狀組織形態，懸浮於剩餘液相中，這種顆粒狀非枝晶的微組織在固相率達0.5%～0.6%仍具有一定的流變性。液固相共存的半固態合金因具有流變性，可以進行流變鑄造；半固態漿液同時具有觸變性，可將流變鑄錠重新加熱到固、液相變點軟化，由於壓鑄時澆口處及型壁的剪切作用，可恢復流變性而充滿鑄型。強化顆粒或短纖維強化材料加入到受強烈攪拌的半固態合金中，由於半固態漿液球狀碎晶粒對添加顆粒的分散和捕捉作用，既防止顆粒的凝聚和偏析，又使顆粒在漿液中均勻分布，改善了潤濕性並促進界面的結合。
4、含浸凝固法（MI技術）
含浸凝固法是一種將預先制備的含有較高孔隙率的強化相成形體含浸於熔融基體金屬之中，讓基體金屬浸透預成型體後，使其凝固以制備復合材料的方法。有加壓含浸和非加壓含浸兩種方法。含浸法適合於強化相與熔融基體金屬之間潤濕性很差的復合材料的制備。強化相含量可高達30%～80%；強化相與熔融金屬之間的反應得到抑止，不易產生偏折。但用顆粒作強化相時，預成形體的制備較困難，通常採用晶須、短纖維制備預成形體。熔體金屬不易浸透至預成形體的內部，大尺寸復合材料的制備較困難。
5、離心鑄造法
廣泛應用於空心件鑄造成形的離心鑄造法，可以通過兩次鑄造成型法成形雙金屬層狀復合材料，此方法簡單，具有成本低、鑄件緻密度高等優點，但是界面質量不易控制，難以形成連續長尺寸的復合材料。
6、加壓凝固鑄造法
該法是將金屬液澆注鑄型後，加壓使金屬液在壓力下凝固。金屬從液態到凝固均處於高壓下，故能充分浸滲，補縮並防止產生氣孔，得到緻密鑄件。鑄、鍛相結合的方法又稱擠壓鑄造、液態模鍛、鍛鑄法等。加壓凝固鑄造法可制備較復雜的MMCs零件，亦可局部增強。由於復合材料易在熔融狀態下壓力復合，故結合十分牢固，可獲得力學性能很高的零件。這種高溫下製成的復合坯，二次成型比較方便，可進行各種熱處理，達到對材料的多種要求。
7、熱浸鍍與反向凝固法
熱浸鍍與反向凝固法都是用來制備連續長尺寸包覆材料的方法。熱浸鍍主要用於線材的連續鍍層，主要控制通過鍍層區的長度和芯線通過該區的速度等。反向凝固法是利用薄帶作為母帶，以一定的拉速穿過反向凝固器，由於母帶的速度遠遠低於熔融金屬的速度，在母帶的表面附近形成足夠大的過冷度，熔融金屬以母帶表面開始凝固生長，配置在反向凝固器上方的一對軋輥，同時起到拉坯平整和焊合的作用。
8、真空鑄造法
真空鑄造法是先將連續纖維纏繞在繞線機上，用聚甲丙烯酸等能分解的有機高分子化合物方法製成半固化帶，把預成型體放入鑄型中，加熱到500℃使有機高分子分解。鑄型的一端浸入基體金屬液，另一端抽真空，將金屬液吸入型腔浸透纖維。
（三）噴射成形法
噴射成形又稱噴射沉積（Spray Forming），是用惰性氣體將金屬霧化成微小的液滴，並使之向一定方向噴射，在噴射途中與另一路由惰性氣體送出的增強微細顆粒會合，共同噴射沉積在有水冷襯底的平台上，凝固成復合材料。凝固的過程比較復雜，與金屬的霧化情況、沉積凝固條件或增強體的送入角有關，過早凝固不能復合，過遲的凝固則使增強體發生上浮下沉而分布不勻。這種方法的優點是工藝快速，金屬大范圍偏析和晶粒粗化可以得到抑制，避免復合材料發生界面反應，增強體分布均勻。缺點是出現原材料被氣流帶走和沉積在效應器壁上等現象而損失較大，還有復合材料氣孔率以及容易出現的疏鬆。利用噴射成形原理制備工藝有添加法（inert spray form-ing）和反應法（reactive spray forming）兩種。Osprey Metals研究的Osprey工藝是噴射成形法的代表，其強化顆粒與熔融金屬接觸時間短，界面反應得以有效抑制。反應噴射沉積法是使強化陶瓷顆粒在金屬霧或基體中自動生成的方法。
（四）疊層復合法
疊層復合法是先將不同金屬板用擴散結合方法復合，然後採用離子濺射或分子束外延方法交替地將不同金屬或金屬與陶瓷薄層疊合在一起構成金屬基復合材料。這種復合材料性能很好，但工藝復雜難以實用化。目前這種材料的應用尚不廣泛，過去主要少量應用或試用於航空、航天及其它軍用設備上，現在正努力向民用方向轉移，特別是在汽車工業上有很好的發展前景。
（五）原位生成復合法
原位生成復合法也稱反應合成技術，金屬基復合材料的反應合成法是指藉助化學反應，在一定條件下在基體金屬內原位生成一種或幾種熱力學穩定的增強相的一種復合方法。這種增強相一般為具有高硬度、高彈性模量和高溫強度的陶瓷顆粒，即氧化物、碳化物、氯化物、硼化物、甚至硅化物，它們往往與傳統的金屬材料，如Al、Mg、Ti、Fe、Cu等金屬及其合金，或（NiTi）（、AlTi）等金屬間化合物復合，從而得到具有優良性能的結構材料或功能材料。
金屬基復合材料的原位復合工藝基本上能克服其它工藝中常出現的一系列問題，如基體與增強體浸潤不良、界面反應產生脆性、增強體分布不均勻、對微小的（亞微米和納米級）增強體極難進行復合等。它作為一種具有突破性的新工藝方法而受到普遍的重視，其中包括直接氧化法、自蔓延法和原位共晶生長法等。
1、直接氧化（DIMON）法
直接氧化法是由氧化性氣體在一定工藝條件下使金屬合金液直接氧化形成復合材料。通常直接氧化法的溫度比較高，添加適量的合金元素如Mg、Si等，可使反應速度加快。這類復合材料的強度、韌性取決於形成粒子的狀態和最終顯微組織形態。由於形成的增強體可以通過合金化及其反應熱力學進行判斷，因此可以通過合金化、爐內氣氛的控制來製得不同類型增強體的復合材料。
2、放熱彌散（XD）法
放熱彌散復合技術（Exothermic Dispersion）的基本原理是將增強相反應物料與金屬基粉末按一定的比例均勻混合，冷壓或熱壓成型，製成坯塊，以一定的加熱速率加熱，在一定的溫度下（通常是高於基體的熔點而低於增強相的熔點）保溫，使增強相各組分之間進行放熱化學反應，生成增強相。增強相尺寸細小，呈彌散分布。XD技術具有很多優點：①可合成的增強相種類多，包括硼化物、碳化物、硅化物等；②增強相粒子的體積百分比可以通過控制增強相組分物料的比例和含量加以控制；③增強相粒子的大小可以通過調節加熱溫度加以控制；④可以制備各種MMC；⑤由於反應是在融熔狀態下進行，可以進一步近終形成型。XD技術是合成顆粒增強金屬基及金屬間化合物基復合材料的最有效的工藝之一。但用XD工藝製成的產品存在著較大孔隙度的問題，目前一般採用在反應過程中直接壓實來提高緻密度。
3、 SHS-鑄滲法
SHS-鑄滲法是將金屬基復合材料的自蔓延高溫合成技術（Self-Propagating High Temperature Synthesis）和液態鑄造法結合起來的一種新技術，包括增強顆粒的原位合成和鑄造成型兩個過程。當前，SHS-鑄滲法是有競爭力的反應合成工藝之一，但過程式控制制非常困難。其典型工藝為：利用合金熔體的高溫引燃鑄型中的固體SHS系，通過控制反應物和生成物的位置，在鑄件表面形成復合塗層，它可使SHS材料合成與緻密化、鑄件的成形與表面塗層的制備同時完成。
4、反應噴射沉積技術（RSD）
反應噴射沉積工藝（Reactive Spray Deposition）生成陶瓷顆粒的反應有氣—液反應、液—液反應、固—液反應和加鹽反應等多種類型。它綜合了快速凝固及粉末冶金的優點，並克服了噴射共沉積工藝中存在的如顆粒與基體接近機械結合、增強相體積分數不能太高等缺點，成為目前金屬基復合材料研究的重要方向之一。反應噴射沉積工藝過程為：金屬液被霧化前噴入高活性的固體顆粒發生液固反應，導致噴入的顆粒在霧化過程中溶解並與基體中的一種或多種元素反應形成穩定的彌散相，控制噴霧的冷卻速率以及隨後坯件的冷卻速率可以控制彌散相的尺寸。

『伍』 描述高分子復合材料的基本類型及其制備工藝

兩種或兩種以上物理抄和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料。
復合材料應滿足下面三個條件：
（1）組元含量大於5 %；
（2）復合材料的性能顯著不同於各組元的性能；
（3）通過各種方法混合而成。
復合材料由基體和增強劑兩個組分構成。
基體：構成復合材料的連續相；
增強劑（增強相、增強體）：復合材料中獨立的形態分布在整個基體中的分散相，這種分散相的性能優越，會使材料的性能顯著改善和增強。

『陸』 耐磨復合材料有哪些制備方法

1、料漿浸漬和熱壓燒結法
料漿浸漬和熱壓燒結法的基本原理是將具有可燒結性的基體原料粉末與連續纖維用浸漬工藝製成坯件，然後高溫下加壓燒結，使基體材料與纖維結合成復合材料 。
2、直接氧化沉積法
直接氧化沉積法最早被用於制備A12O3／A1復合材料，後推廣用於制備連續纖維增強氧化物陶瓷基復合材料。LANXIDE法工藝原理為：將連續纖維預成型坯件置於熔融金屬上面，因毛細管作用，熔融金屬向預成型體中滲透。由於熔融金屬中含有少量添加劑，並處於空氣或氧化氣氛中，浸漬到纖維預成型體中的熔融金屬與氣相氧化劑反應形成氧化物基體，產生的氧化物沉積在纖維周圍，形成含有少量殘余金屬的、緻密的連續纖維增強陶瓷基復合材料。此種方法適用於制備以氧化鋁為基體的陶瓷基復合材料，如SiC／A1203，在1200~C的抗彎強度為350MPa，斷裂韌性為18 MPa·m1/2 ，室溫時的抗彎強度為450 MPa，斷裂韌性為21 M Pa·m1/2
3、溶膠-凝膠法
溶膠一凝膠法(Sol—ge1)是用有機先驅體製成的溶膠浸漬纖維預制體，然後水解、縮聚，形成凝膠，凝膠經乾燥和熱解後形成復合材料。此工藝組分純度高，分散性好，而且熱解溫度不高(低於1400~C)，溶膠易於潤濕纖維，因此更利於制備連續纖維增強陶瓷基復合材料。該工藝缺點是：由於是用醇鹽水解來製得基體，所以復合材料的緻密性差，不經過多次浸漬很難達到緻密化，且此工藝不適於部分非氧化物陶瓷基復合材料的制備。

『柒』 復合材料制備過程中的工藝要素有哪些

抽真空 6. 准備原料 2. 做真空包 5. 固化成碳板 7. 准備工藝托盤 3. 在工藝托盤上鋪貼碳纖維 41

『捌』 哪些屬於新型纖維及復合材料制備技術

碳纖維屬於來復合材料。 因為碳源纖維不僅具有碳材料的固有本徵特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維，所以是復合材料。 簡介： 一、碳纖維： 碳纖維(carbon fiber，簡稱CF)，是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維.

『玖』 生產復合材料鋪放和纏繞設備的廠家有哪些

哈波所、青海重型機床廠、寶雞機床廠。

『拾』 納米tio2復合材料的制備方法有哪些

（1）電弧放電法
電弧放電法是制備納米碳管最原始的方法，該方法也用於專制備其它屬一維納米材料。
（2）化學氣相沉積法
化學氣相沉積法通常是指反應物經過化學反應和凝結過程
，生產特定產物的方法。
（3）激光濺射法
(包括激光沉積法
)
激光濺射法也是制備一維納米材料的重要方法。激光濺射法所用的設備包括激光源、聚光鏡、目標靶、管式爐、冷卻環、真空泵和氣流閥等幾個部分組成。
（4）液相合成法
液相合成法又稱濕化學法，它包含了水熱法、溶劑熱法和微乳液法等通過溶液生長合成一維納米材料的方法。