裝修本就是一件比較麻煩的事情,尤其是在選購(gòu)材料的時(shí)候,市面上的材料種類有很多,購(gòu)買(mǎi)前需提前了解清楚自己想要的哪種在選購(gòu),你知道復(fù)合材料是什么嗎?復(fù)合材料有什么優(yōu)點(diǎn)嗎?下面一起來(lái)了解下。
復(fù)合材料是什么
復(fù)合材料是人們運(yùn)用先進(jìn)的材料制備技術(shù)將不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的新材料。
(1)復(fù)合材料必須是人造的,是人們根據(jù)需要設(shè)計(jì)制造的材料;
(2)復(fù)合材料必須由兩種或兩種以上化學(xué)、物理性質(zhì)不同的材料組分,以所設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性,可進(jìn)行復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
(4)復(fù)合材料不僅保持各組分材料性能的優(yōu)點(diǎn),而且通過(guò)各組分性能的互補(bǔ)和關(guān)聯(lián)可以獲得單一組成材料所不能達(dá)到的綜合性能。
復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)
復(fù)合材料中以纖維增強(qiáng)材料應(yīng)用最廣、用量最大。其特點(diǎn)是比重小、比強(qiáng)度和比模量大。例如碳纖維與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合的材料,其比強(qiáng)度和比模量均比鋼和鋁合金大數(shù)倍,還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、減摩耐磨、自潤(rùn)滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。
石墨纖維與樹(shù)脂復(fù)合可得到熱膨脹系數(shù)幾乎等于零的材料。纖維增強(qiáng)材料的另一個(gè)特點(diǎn)是各向異性,因此可按制件不同部位的強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)纖維的排列。
以碳纖維和碳化硅纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料,在500℃時(shí)仍能保持足夠的強(qiáng)度和模量。碳化硅纖維與鈦復(fù)合,不但鈦的耐熱性提高,且耐磨損,可用作發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片。
碳化硅纖維與陶瓷復(fù)合,使用溫度可達(dá)1500℃,比超合金渦輪葉片的使用溫度(1100℃)高得多。碳纖維增強(qiáng)碳、石墨纖維增強(qiáng)碳或石墨纖維增強(qiáng)石墨,構(gòu)成耐燒蝕材料,已用于航天器、火箭導(dǎo)彈和原子能反應(yīng)堆中。
非金屬基復(fù)合材料由于密度小,用于汽車和飛機(jī)可減輕重量、提高速度、節(jié)約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合制成的復(fù)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(dāng)。
復(fù)合材料應(yīng)用在哪些方面?
1、航空航天領(lǐng)域
由于復(fù)合材料熱穩(wěn)定性好,比強(qiáng)度、比剛度高,可用于制造飛機(jī)機(jī)翼和前機(jī)身、衛(wèi)星天線及其支撐結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能電池翼和外殼、大型運(yùn)載火箭的殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等。
2、汽車工業(yè)
由于復(fù)合材料具有特殊的振動(dòng)阻尼特性,可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好,損傷后易修理,便于整體成形,故可用于制造汽車車身、受力構(gòu)件、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)架及其內(nèi)部構(gòu)件。
3、化工、紡織和機(jī)械制造領(lǐng)域
有良好耐蝕性的碳纖維與樹(shù)脂基體復(fù)合而成的材料,可用于制造化工設(shè)備、紡織機(jī)、造紙機(jī)、復(fù)印機(jī)、高速機(jī)床、精密儀器等。
4、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和不吸收X射線特性,可用于制造醫(yī)用X光機(jī)和矯形支架等。
復(fù)合材料怎么分類?
1、按增強(qiáng)體的幾何形態(tài)分類
(1)連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料:包括單向纖維(一維)、無(wú)緯布疊層、二維織物層合、多向編織復(fù)合材料和混雜復(fù)合材料;
(2)短纖維復(fù)合材料:晶須、短切纖維無(wú)規(guī)則地分散在基體材料中制成的復(fù)合材料;
(3)薄片增強(qiáng)復(fù)合材料:增強(qiáng)體是長(zhǎng)與寬尺寸相近的薄片,以平面二維為增強(qiáng)材料與基體復(fù)合而成的復(fù)合材料。
2、按增強(qiáng)纖維種類分類
可分為玻璃纖維復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料、有機(jī)纖維(芳香族聚酰胺纖維、芳香族聚酯纖維、高強(qiáng)度聚烯烴纖維等)復(fù)合材料、金屬纖維(如鎢纖維、不銹鋼絲等)復(fù)合材料、陶瓷纖維(如氧化鋁纖維、碳化硅纖維、硼纖維等)復(fù)合材料。
3、按基體材料
(1)聚合物基復(fù)合材料:以有機(jī)聚合物(主要為熱固性樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂及橡膠)為基體制成的復(fù)合材料;
(2)金屬基復(fù)合材料:以金屬為基體制成的復(fù)合材料。如鋁基復(fù)合材料、欽基復(fù)合材料、和銅基復(fù)合材料等;無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料:以陶瓷材料(包括玻璃、水泥和碳)為基體制成的復(fù)合材料。
4、按材料使用功能分
(1)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料:主要是作為支撐力結(jié)構(gòu)使用的復(fù)合材料,它基本上是由能承受載荷的增強(qiáng)體組元與能連接增強(qiáng)體成為整體承載,同時(shí)又起分配與傳遞載荷作用的基體組元構(gòu)成;
(2)功能復(fù)合材料:具有某種特殊的物理或化學(xué)特性,如聲、光、電、熱、磁、耐腐蝕、零膨脹、阻尼、摩擦或換能等。
復(fù)合材料有哪些
1、卡伏拉
卡伏拉是一種結(jié)構(gòu)高分子材料型的復(fù)合材料,這種材料多用于商用飛機(jī)上面。卡伏拉的特點(diǎn)就是質(zhì)量輕、強(qiáng)度大。
2、玻璃鋼
玻璃鋼是一種最早的復(fù)合材料,它是由玻璃纖維和酚醛樹(shù)脂復(fù)合制成的。玻璃鋼最要應(yīng)用在閥門(mén)、螺旋槳部件和汽車車身等小部位上面。
3、碳纖維
碳纖維主要是以粘膠絲、聚丙烯腈纖維和瀝青絲等為原料,然后在高達(dá)2800℃的高溫下碳化而成的。由于碳纖維的直徑特別的小,所以凡是由碳纖維組成的材料的強(qiáng)度都特別的高。近年來(lái),由于我國(guó)在高分子復(fù)合材料領(lǐng)域的不斷提升,碳纖維已經(jīng)越來(lái)越多的運(yùn)用到飛機(jī)航空和航天技術(shù)上面。如今,碳纖維已經(jīng)成為了替代鋁合金或者鈦合金的最佳材料。
4、燒灼材料
燒灼材料是用玻璃纖維和酚醛塑料的環(huán)氧樹(shù)脂制成的復(fù)合材料。這種燒灼符合材料的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在宇宙飛船和人造衛(wèi)星上面。已經(jīng)被當(dāng)做了極佳的衛(wèi)星返航地球時(shí)抵抗外殼劇烈溫度燃燒的材料。由于飛船和衛(wèi)星在返航時(shí)在高溫、高壓氣流沖刷的條件下的外表溫度在5000℃以上。所以復(fù)合燒灼材料的制作要求高、難度大。這也是一種很出色的復(fù)合材料。
合成材料與復(fù)合材料的區(qū)別是什么?
合成材料:又稱人造材料,是人為地把不同物質(zhì)經(jīng)化學(xué)方法或聚合作用加工而成的材料.
典型的產(chǎn)品有塑料、合成化學(xué)品、樹(shù)脂等。
復(fù)合材料:是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料,通過(guò)物理或化學(xué)的方法,在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。
各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)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(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)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、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。
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