復合材料是什么?性能特點及應用

? 常用復合材料是用玻璃纖維等性能較低的增強體與普通高聚物(樹脂)構成。由于它的產品易造型、品質高端、價格低廉的等優勢大力發展,玻璃鋼制品復合材料已廣泛用于裝飾、工藝品、船舶、車輛、化工管道和貯罐、建筑結構等方面。

復合材料是什么?性能特點及應用

? 先進復合材料指用高性能增強體如碳纖維、芳綸等于高性能耐熱高聚物構成的復合材料,后來又把金屬基、陶瓷基和碳(石墨)基以及功能復合材料包括在內。它們的性能雖然優良,但價格相對較高,主要用于國防工業、航空航天、精密機械、深潛器、機器人結構件等。

? 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熱膨脹系數幾乎等于零的材料。纖維增強材料的另一個特點是各向異性,因此可按制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,已用于航天器、火箭導彈和原子能反應堆中。非金屬基復合材料由于密度小,用于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制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。

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