復(fù)合材料的使用

復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。50年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維。70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維能與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料。

纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料成型工藝簡(jiǎn)介

（2）原材料 F gb NG ^

樹(shù)脂 不飽和聚酯樹(shù)脂、已烯基酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等。

纖維 玻纖、碳纖、芳綸等。雖然厚的芳綸織物難于手工將樹(shù)脂浸透，亦可用。

芯材 任意。

（3）優(yōu)點(diǎn)

1）適合少量生產(chǎn)；

2）可室溫成型，設(shè)備投資少，模具折舊費(fèi)低；

3）可制造大型制品和型狀復(fù)雜產(chǎn)品；

4）樹(shù)脂和增強(qiáng)材料可自由組合，易進(jìn)行材料設(shè)計(jì)；

5）可采用加強(qiáng)筋局部增強(qiáng)，可嵌入金屬件；

6）可用膠衣層獲得具有自由色彩和光澤的表面（如開(kāi)模成型則一面不平滑）；

7）玻纖含量較噴射成型高。

無(wú)捻粗紗布 50%左右

織物 35%-45%

短切原絲氈 30%-40%

復(fù)合材料有什么優(yōu)點(diǎn)

1.耐化學(xué)腐蝕:纖維增強(qiáng)聚酯材料具有良好的耐腐蝕性，如耐酸、稀堿、鹽、和海水，而金屬材料不耐酸、耐海水。

2.輕質(zhì)高強(qiáng):比強(qiáng)度和比模量是衡量材料承載力的指標(biāo)之一。纖維增強(qiáng)聚酯的比模量與鋼相當(dāng)，但比強(qiáng)度可達(dá)鋼的4倍。

3.良好的電性能:該材料不僅具有優(yōu)異的電絕緣性，而且在高頻下保持良好的介電性能，不受電磁影響，不反射電磁波。這些性質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了金屬材料可以比較的范圍。

4.缺口敏感性:當(dāng)部件過(guò)載，少量纖維斷裂時(shí)，載荷迅速分布在未受損的纖維上，從而再次達(dá)到機(jī)械平衡。這是金屬零件無(wú)法比擬的。

5.性好:纖維增強(qiáng)聚酯材料的拉伸強(qiáng)度略好于鋼材。雖然鋼和大多數(shù)金屬材料的疲勞極限是其抗拉強(qiáng)度的40%至50%，但纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度通常高于此，高達(dá)70%至80%。

6.導(dǎo)熱系數(shù)低，膨脹系數(shù)小:有溫差，熱應(yīng)力比金屬小得多。

7.阻燃、、無(wú)毒:該材料是一種阻燃材料，其阻燃等級(jí)為FV0，高溫燃燒下的煙度為15，無(wú)毒煙，毒性等級(jí)為ZA1。

8.使用壽命長(zhǎng):已證明其使用壽命至少20年；模擬老化測(cè)試表明，它的使用壽命超過(guò)20年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)金屬等傳統(tǒng)材料。

復(fù)合材料用途

碳纖維的主要用途是與樹(shù)脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，制成結(jié)構(gòu)材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是較高的。

碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。傳統(tǒng)使用中碳纖維除用作絕熱保溫材料外，一般不單獨(dú)使用，多作為增強(qiáng)材料加入到樹(shù)脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)合材料。