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柔性复合材料用途

发布时间: 2021-03-14 22:27:41

『壹』 复合材料主要用于什么领域及有什么优势

下面所说均为纤维增强复合材料,希望对你有帮助
先说优势(以纤维增强复合材料为例)
轻质高强相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5,可是拉伸强度却接近,甚至超过碳素钢,而比强度可以与高级合金钢相比。因此,在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中,都具有卓越成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。
耐腐蚀性能好FRP是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面,正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。
电性能好是优良的绝缘材料,用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩。
热性能良好FRP热导率低,室温下为1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金属的1/100~1/1000,是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下,是理想的热防护和耐烧蚀材料,能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。
可设计性好(1)可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性。

(2)可以充分选择材料来满足产品的性能,如:可以设计出耐腐的,耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的,等等。
工艺性优良(1)可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。

(2)工艺简单,可以一次成型,经济效果突出,尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品,更突出它的工艺优越性。
应用领域:
FRP应用领域
一:FRP在我国建筑领域的应用
80年代以前,FRP主要用于军工产品,院所之间受到保密限制,不便交流,建筑师对FRP的优良性能不了解,得不到可靠的性能数据,因此未大量用于建筑结构。
90年代开始,随着对FRP研究工作的不断深入,使FRP的缺陷得以克服,产品价格有所下降。在大型建筑结构中的应用取得很好的效果。下面简要介绍几个实例:
(1)大型FRP机房:1991年在杭州市建成,该机房与其下面宾馆取得建筑上的协调,从外观上难于区分,效果很好;
(2)卡拉OK娱乐厅柱形屋盖:长26m,跨度10m,1992年在上海大中华橡胶厂楼顶建成,十分美观实用;
(3)旋转餐厅球形屋盖:球径45m,1993年在上海长江口商城建成;
(4)东方明珠电视塔大堂双曲面屋盖及内装饰件:直径60m,总面积约5000m2,1994年完成。从合同签订至安装完成仅用了三个多月,使用至今,效果很好;
(5)方舟大厦尖顶(高7m)及拼装屋面(约300m2):1996年建成,1997年3月安装完毕。
国外建筑领域应用FRP的数量大、品种多
复合材料在整个工程材料中用量从1950年的2%将上升到2000年的14.7%,预计2020年将有望达到18.4%。美国1993年用量23.7万t,占总量的20%,仅次于交通运输业,是第二大应用领域;英国1992年占总用量的26.6%,是第一大应用领域;西欧1992年用量24.7万t,占总量的21.3%,是第二大应用领域;日本1993年用量23,7万t,占总用量的55%左右,是第一大应用领域。
国外FRP在建筑领域的应用实例有
①直径66m的全FRP球形娱乐场:该建筑位于美国西海岸临近旧金山的里诺市,该建筑由2000多块四边形FRP单元件拼装而成;
②美国New Jersey州、大西洋城Trump Taj Mahal综合娱乐场:占地39万m2,门面1.6km长,大部分是FRP艺术造型装饰件,共有二万三千多件,总值约1500万美元;
③美国New York 的 FRP可口可乐大广告牌:立体状l2.5m×19.8m,“可口可乐瓶”高12.8m,冰块高3m;
④美国Boston许多建筑物门窗、门面、栏杆、屋檐板、装饰拱都采用FRP;
⑤美国Atlanta银行大厅高楼层盖采用FRP,美国Florida Tampa市C&S银行大楼(该州西海岸最高的大厦,43层),采用半锥形FRP屋盖,高7.9m,都兼有防腐、透波和抗风等多种功能。还有机场和气象雷达罩等也都采用FRP。
据粗略统计,FRP在建筑领域的应用主要有以下五个方面:
①各种异形建筑结构物:雷达天线罩、岗亭、广告牌(物)、球形娱乐场、球幕影剧院、大跨度机库、车库、仓库、旋转餐厅屋盖、卡拉OK娱乐厅柱形屋盖、运动场大跨度看台屋盖、室内运动场屋盖和高层建筑锥形顶等;②各种功能性建筑物:电视塔透波墙、透波机房、屏蔽房、隔声墙、化工厂防腐车间、码头FRP与金属复合椿、医院防辐射复合墙、大型冷却塔、污水处理厂防腐板、大型耐腐蚀槽、罐等;③各种建筑物内外装饰件:屋檐、沿口、门楣、骑马廊、灯槽、灯饰、罗马柱、吊顶、艺术花瓶、假山瀑布、吉祥动物(狮子、牛、象等)等;④小康居室、办公室建筑构件:门、隔墙、隔段、家具、厨房用具、花园栏杆、围墙、小车库、游泳池、各种窗框、盆景等;⑤各种卫生洁具:整体卫生盒子间、整体淋浴间、水箱、移动厕所、净化池、洗面盆具、抽水马桶、浴缸、太阳能热水器等。
二:运输部门:以汽车为中心增长1.7%,即使客车出售辆数下降,但玻璃纤维增强塑料(FRP)制品正在平稳上升。汽车主体使用400种以上的部件是SMC产品,2007年新型汽车使用100种以上的部件。玻璃纤维增强热塑性塑料(FRTP)的使用量迅速提高。汽车发动机使用的FR-Nylon制吸气集合管。比铝制汽车发动机效率高,而且经济。汽车传动轴是拉挤成型,材料采用碳纤维、乙烯基酯和铝管制成。目前,已活跃在汽车市场上。最主要的是用拉挤成型的空调设备用通风管。铁道部对全FRP制车辆进行了现场试验,并在今年投放市场。
三:土木建筑部门:FRP制品在住宅方面也不断增加。在基础建筑方面有干线公路桥、人行桥、港湾用桥墩。另外也广泛使用用来增强混凝土的FRP筋。
四:耐腐蚀器械方面:FRP在器械方面用途广泛。半导体界和化学界、污水处理和下水道处理方面、石油、煤气用平台、化工贮存罐等。
五:船舶方面。
六:电气、电子:印刷电路板、雷达罩的需求旺盛。用FW生产的照明电杆已有增长趋势,并开始进行电线杆子现场实验。目前欧洲已大量生产。美国也投放市场。电子方面的陈旧化也有待刺激。预计今后手提式电话机等也会采用FRP、FRTP制品。
七:消费材料:FRP耐老化、外观美观,替代了原用材料。卫星广播天线以及DBS天线的销售量正在增长,特别是DBS天线的销售量增长迅速。用碳纤维生产的高尔夫球杆也势在必增,生产碳纤维的厂家也增加了设备。
八:家电、办公设备:新设计的缝纫机壳的销售量也在增长。目前新建住宅受到转卖的影响,家电也不断增长。办公设备市场大、销售广、基础雄厚。FRTP玻璃钢格栅具有优良的耐腐蚀性能、耐热性、刚性、难燃性,所以在家电、办公设备的使用上占优势。
九:航空、防卫方面。

FRP型材应用实例
FRP工具柄本系列产品主要应用在包括铲子、耙子、锄头、剪刀、锤子等园林工具和五金工具上。
FRP拉挤圆管本系列产品适用于制作帐蓬、蚊帐、箱包、手袋、X展架、工具柄、风车、高尔夫(球袋、旗杆、练习杆、练习网)、三脚架、喷雾杆、脚架杆、玩具骨架、飞碟骨架、空竹手柄、风筝杆等。
FRP拉挤圆棒本系列产品适用于制作雨伞骨、风筝骨架、PCB设备、航模飞机、支架毯、沙滩席、转动轴、轴芯、窗帘杆、玩具、箱包、飞蝶、旗杆(桌旗、车旗、手摇旗、刀型旗)、植物支撑架、篱笆、烟囱杆、游戏毯支撑架、窗帘转/拨棒等。
FRP拉挤扁条系列本系列产品适用于制作瑜珈健身圈、魔力圈、健身器材、玩具弓、窗帘条、箱包、手袋、旗杆横条、工具手柄等。
FRP格栅平台系列本系列产品主要有玻璃钢格栅、防腐平台、走道和围栏系统、绝缘梯子、冷却塔支撑架、电缆桥架、地铁轨道罩等。
拉挤产品深加工系列我们根据客户需求对玻璃纤维杆、玻璃纤维管、玻璃纤维棒表面包PP PE PVC,此产品已经广泛用于园艺及农业上。

『贰』 复合材料的主要应用领域

复合材料的主要应用领域有:①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度内高,可用于制容造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性,生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。此外,复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。

『叁』 柔性复合材料有哪些

通过将碳纳米纤维(CNF)和碳纳米管(CNT)两种纤维状碳材料与环状高分子材料聚轮烷结合在一起,开发出了像橡胶一样柔软,并且导热率与金属不分伯仲的橡胶复合材料。新型橡胶复合材料在顺CNF排列方向具有14W/mK的高导热率

东京大学和日本产业技术综合研究所(产综研)通过将碳纳米纤维(CNF)和碳纳米管(CNT)两种纤维状碳材料与环状高分子材料聚轮烷结合在一起,开发出了像橡胶一样柔软,并且导热率与金属不分伯仲的橡胶复合材料。新型橡胶复合材料在顺CNF排列方向具有14W/mK的高导热率,同时具备高柔软性。此次开发的材料有望应用于柔性电子器件的热夹层材料、散热片和散热板等。

图1:排列CNF的高导热率橡胶复合材料的示意图

研究背景

近年来,用于柔性电子器件的热层间材料和散热片等表现出高散热性的柔软热管理材料备受瞩目。这些材料除了高导热性之外,还需要低杨氏模量、高拉伸强度、高韧性等机械特性。因此作为下一代的导热柔性材料,灵活的橡胶材料和导热性高的CNF和CNT的复合材料被精力充沛地研究开发出来。

碳纳米纤维(Celluouse Nanofibers,CNF)由纤维素(Celluouse)进行纳米化(超微细化)处理后制成,具有“轻盈、强韧、环保”的特点。CNF受到关注的原因在于它的一个特性——“重量是钢铁的五分之一,强度却是钢铁的五倍以上”。如果混入树脂和橡胶之中,就可以制作质量轻、强度高的汽车零部件。

碳纳米管CNT被称为终极纤维,是由单层石墨同轴缠绕成管(单壁碳纳米管)或由单壁碳纳米管沿同轴层层套构而成的管状物(多壁碳纳米管)。碳纳米管直径一般在一到几十纳米之间,长度则远大于其直径,具有许多超常的物理性能(力学、电学、热学)和化学性能,是一维碳纳米材料。作为人类迄今为止发现的力学性能最好材料,碳纳米管有着极高的拉伸强度、杨氏模量和断裂应变。

然而,尽管CNT的热导率超过2000W/mK,但是为了实现复合材料的热导率2W/mK,需要添加10wt%。另外,如果添加大量的CNF,复合材料的柔软性就会丧失,变得脆。一般来说,纤维状碳凝集性强,难以均匀分散在复合材料中,因此难以在复合材料整体上形成纤维状碳相互接触而连接的热传导网络。另外,大的纤维状碳凝集体和橡胶材料的界面成为变形时破坏的起点,成为脆化的主要原因之一。

『肆』 常见复合材料的功能及用途

1、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。

高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面,近年来民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。

2、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。

土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域大规模采用工业级碳纤维。

3、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(如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等)、舰船(如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等)、汽车(如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等)以及耐热运输带、体育运动器材等。

4、热塑性树脂基复合材料:

热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的,主要有长纤维增强粒料(LFP)、连续纤维增强预浸带(MITT)和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料(GMT)。

根据使用要求不同,树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料,纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。

(4)柔性复合材料用途扩展阅读

复合材料主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。

1、结构复合材料是作为承力结构使用的材料,基本上由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体成为整体材料同时又起传递力作用的基体组元构成。

增强体包括各种玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属以及天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等,基体则有高聚物(树脂)、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。

2、功能复合材料一般由功能体组元和基体组元组成,基体不仅起到构成整体的作用,而且能产生协同或加强功能的作用。

功能复合材料是指除机械性能以外而提供其他物理性能的复合材料。如:导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、透波、磨擦、屏蔽、阻燃、防热、吸声、隔热等凸显某一功能。统称为功能复合材料。

功能复合材料主要由功能体和增强体及基体组成。功能体可由一种或以上功能材料组成。多元功能体的复合材料可以具有多种功能。同时,还有可能由于复合效应而产生新的功能。多功能复合材料是功能复合材料的发展方向。

『伍』 橡胶基复合材料是做什么的,有哪些用途

橡胶复合材料是指以帘线(聚酯、尼龙、人造丝、钢丝等)为增强相、橡胶为基回体的复合答材料。它除具有一般复合材料的特点外,还具有粘弹性、大变形、高模量比(可高达3~4个数量级)等特性,是柔性复合材料的典型代表。
1. 航空航天,飞机的外壳和内部装备都可以用碳纤维来完成,同等强度,轻于合金,省燃料。
2. 风力发电,发电机的叶片由碳纤维+玻纤制作,电力环保,未来能源的方向之一。
3. 体育市场,高尔夫球杆身、网羽球拍、登山杖、自行车、滑雪板、溜冰鞋、钓竿、潜水气瓶等等高档产品都由碳纤维制作。
4. 汽车配件,外壳、车架、空气动力学配件、座椅、内饰甚至轮毂都可以由碳纤维制作,同样属于高端市场。
5. 建筑加固,碳纤维短切丝可以用于混凝土内,加强加固的作用
6. 流行市场,由于碳纤维可以制作出高档感的外观,在鞋底、袖扣、皮带扣、高档烟酒包装、电子产品外壳等领域也被青睐,但用量少,都为高档产品。
7. 音乐领域,提琴、吉他、笛、等乐器以及音箱由碳纤维制作的效果非常令人惊叹。
8. 其他: 头盔、鼠标垫、眼镜架、三脚架、手表等领域亦有应用。

『陆』 复合材料在以后有哪些用途

复合材料在今后应用上十分有前景,它主要生产的是复合型的材料不同于其他材料,它具有耐高温,耐抗性,等等,它综合了其他材料的特性。在今后的应用上,它主要用在玻璃钢,机翼。铝合金等等

『柒』 复合材料是什么有哪些用途

复合材料 是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
复合材料分类:复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须,金属丝和硬质细粒等。复合材料的主要应用领域有:1.航空航天领域。由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的 壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。2.汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。3.化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。4.医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性,生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。

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