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復合材料

時間:2017-03-04
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  復合材料,是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料,通過物理或化學的方法,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補短,產(chǎn)生協(xié)同效應,使復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。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。

什么是復合材料

  復合材料就是一種由不同物質(zhì)組成的混合物。復合材料可以分為金屬的和金屬的復合材料,也可以分為非金屬的與金屬復合的材料,還可以分為非金屬的與非金屬的復合材料。

復合材料有哪些

  卡伏拉

  卡伏拉是聚對-亞苯基對苯二甲酰胺,是用作結(jié)構(gòu)材料的高分子復合材料。它們大多用于商用飛機上。它質(zhì)量小、強度高,把鋁合金的抗張強度和單位質(zhì)量抗張強度都定為1.0,卡伏拉分別是5.4和10.0,而冷拉鋼分別只有5.0和1.7。

  碳纖維

  增強塑料碳纖維是用粘膠絲、聚丙烯腈纖維和瀝青絲等為原料,在1000~3000℃下碳化而成的。碳纖維的直徑極細(7μm左右),但強度特別高。碳纖維增強塑料在飛機和航天技術方面的應用越來越廣。在飛機制造上,用它替代鋁合金或鈦合金后,飛機的自重能減輕15%,用同量的燃料,能增加飛行距離10%,上升率增加10%,起飛時的跑道能縮短15%。

復合材料的應用

  1、航空航天領域。復合材料的優(yōu)點有很多,比如其熱穩(wěn)定性很好,比強度還有比剛度非常的高,所以能夠用于制造飛機的機翼還有飛機的前機身,除此之外還有衛(wèi)星天線以及支撐結(jié)構(gòu)、太陽能電池翼跟其外殼。又可以用來制造大型運載火箭的殼體,發(fā)動機殼體還有航天飛機的結(jié)構(gòu)件等等。

  2、汽車工業(yè)。復合材料擁有的優(yōu)異性還包括其特殊的振動阻尼特性跟可減振,降低噪聲、抗疲勞性能方面表現(xiàn)得都非常好,而且在損傷之后容易修理,這種特殊材料也很便于整體成形,因此能夠用在制造汽車車身,受力構(gòu)件,傳動軸,也可以用來制造發(fā)動機架還有內(nèi)部構(gòu)件等。

復合材料的優(yōu)點

  1、  復合材料通常都能耐高溫。在高溫下,用碳或硼纖維增強的金屬其強度和剛度都比原金屬的強度和剛度高很多。普通鋁合金在400℃時,彈性模量大幅度下降,強度也下降;而在同一溫度下,用碳纖維或硼纖維增強的鋁合金的強度和彈性模量基本不變。復合材料的熱導率一般都小,因而它的瞬時耐超高溫性能比較好。

  2、復合材料的安全性好。在纖維增強復合材料的基體中有成千上萬根獨立的纖維。當用這種材料制成的構(gòu)件超載,并有少量纖維斷裂時,載荷會迅速重新分配并傳遞到未破壞的纖維上,因此整個構(gòu)件不至于在短時間內(nèi)喪失承載能力。

  3、  復合材料的力學性能可以設計,即可以通過選擇合適的原材料和合理的鋪層形式,使復合材料構(gòu)件或復合材料結(jié)構(gòu)滿足使用要求。例如,在某種鋪層形式下,材料在一方向受拉而伸長時,在垂直于受拉的方向上材料也伸長,這與常用材料的性能完全不同。又如利用復合材料的耦合效應,在平板模上鋪層制作層板,加溫固化后,板就自動成為所需要的曲板或殼體。

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