河北玻璃钢桌子加工
先进复合材料指用高性能增强体如碳纤维、芳纶等于高性能耐热高聚物构成的复合材料,后来又把金属基、陶瓷基和碳(石墨)基以及功能复合材料包括在内。它们的性能虽然优良,但价格相对较高,主要用于国防工业、航空航天、精密机械、深潜器、机器人结构件等。 复合材料中以纤维增强材料应用更广、用量更大。
其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料,其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍,还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到热膨胀系数几乎等于零的材料。
复合材料性能的特点主要表现在以下几个方面:
高比强度和高比模量:复合材料的强度和模量可以比单一材料有显著提高,因此在需要轻质高强度的结构应用中具有优势。
耐疲劳性高:复合材料中的增强纤维可以有效地阻止疲劳裂纹的扩展,提高了材料的耐疲劳性能。
减振性能强:复合材料具有高的比模量和阻尼特性,可以有效地减少振动和噪声。
耐热性高:一些复合材料可以在高温下保持较好的性能,适用于高温环境下的应用。
断裂安全性高:复合材料中的增强纤维可以分散载荷,避免瞬间丧失承载能力,提高了材料的安全性。
总的来说,复合材料可以综合各组成材料的优点,通过结构设计和工艺优化,获得优异的性能表现。
复合材料的发展历程可以追溯到古代,但现代复合材料的发展和应用是从20世纪开始的。以下是一个简化的复合材料发展历程概述:
古代时期:在古代,人们已经开始使用天然纤维(如麻、草、木)与土壤、石灰等天然材料混合制作简单的复合材料,例如草绳、土木结构等。
20世纪初:随着工业革命的推进,人工合成的高分子材料(如酚醛树脂、尼龙等)以及金属材料的出现,为复合材料的进一步发展奠定了基础。
1940年代-1960年代:这个时期标志着现代复合材料的起始。玻璃纤维增强塑料(GFRP)在这个时期被大量研究和应用,成为代复合材料。它们首先被用于军事领域,如飞机和船舶制造。
1960年代-1980年代:先进复合材料的发展时期。在这个阶段,研究人员开始探索使用更高性能的增强纤维(如碳纤维、芳纶纤维)和更先进的基体材料(如环氧树脂、双马来酰亚胺树脂)。复合材料的设计和制造技术也得到了极大的发展。
1980年代以后:复合材料的种类和应用继续扩大。纤维增强金属基复合材料、陶瓷基复合材料等新型复合材料相继出现。同时,复合材料的制造技术也不断进步,如3D打印技术、纳米技术等被引入到复合材料的制造中。
进入21世纪,随着环保意识的提高和可持续发展的需求,绿色复合材料、生物基复合材料等也成为了研究的热点。目前,复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、建筑、电子、体育器材等各个领域,并继续向着更高性能、更智能化、更环保的方向发展。
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