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什么是复合材料复合材料的特点

发布时间:2020-06-09 18:40:18 阅读: 来源:排气阀厂家

随着高分子塑料职能的发挥,最初的高分子基复合材料——玻璃纤维不饱和聚酯树脂,即玻璃纤维增强塑料于1942年在美国问世。此后,随着工业的发展,高比刚度、高比强度的纤维增强高分子基复合材料更加引人注目。

复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用,代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。下面小编为大家介绍什么是复合材料及复合材料的特点。

什么是复合材料

复合材料对于我们来说是一类既古老又先进、既熟悉又陌生的材料。顾名思义,复合材料是由两种或两种以上的具有不同的化学和物理性质的素材复合组成的一种材料。一个简单的例子:早在一千多年以前,我们的祖先就学会了用泥土和干燥的植物(例如稻草)来制作土坯(又称土砖)。另一类我们很熟悉的复合材料是自然的复合材料,例如人或动物的骨头、心脏、贝壳,以及各种植物的杆、枝、叶等都可以说是既古老又先进的自然复合材料的范例。几乎可以说,自然界的所有植物、生物都是复合材料的最好范例。自然复合材料是经过数亿年的进化才出现的,所以说复合材料是既古老又先进的材料。尽管如此,以高分子基复合材料为始的现代人工复合材料的历史却并不算长,这与近代工业和科学文化的发展有着密切的联系。尤其是高分子基复合材料的发展,与塑料和各种人造纤维的发展是分不开的。

复合材料的特点

1、高比强度和髙比模量。复合材料的突出优点是比强度和比模量高。如碳纤维增强树脂复合材料的比模量比钢和铝合金高5倍,比强度比钢和铝合金也高3倍以上。

2、耐疲劳性高。纤维复合材料,特别是树脂基复合材料对缺口、应力集中敏感性小,而且纤维和基体的界面可以使扩展裂纹尖端变钝或改变方向,即阻止了裂纹的迅速扩展,因而疲劳强度较髙,碳纤维不饱和聚酯树脂复合材料疲劳极限可达其拉伸强度的70%~80%,而金属材料只有40%~50%。

3、抗断裂能力强。纤维复合材料中有大量独立存在的纤维,一般每平方厘米上有几千到几万根,由具有韧性的基体把它们结合成整体,当纤维复合材料构件由于超载或其他原因使少数纤维断裂时,荷载就会重新分配到其他未断裂的纤维上,使构件不至于在短时间内发生突然破坏。因此复合材料都具有比较高的抗断裂韧性。

4、减振性能好。结构的自振频率与结构本身的质量和形状有关,并与材料比模量的平方根成正比。若材料的自振频率高,就可避免在工作状态下产生共振及由此引起的早期破坏。

5、高温性能好,抗蠕变能力强。由于纤维材料在高温下仍能保持较高的强度,所以纤维增强复合材料,如碳纤维增强树脂复合材料的耐热性比树脂基体有明显提高。而金属基复合材料在耐热性方面更显示出其优越性,如铝合金的强度随温度的增加下降很快,而用石英玻璃增强铝基复合材料,在500°C下能保持室温强度的40%.碳化硅纤维、氧化铝纤维与陶瓷复合,在空气中能耐1200~1400°C的高温,要比所有超髙温合金的耐热性高出100°C以上。

6、耐腐蚀性好。很多种复合材料都能耐酸碱腐蚀,如玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料,在含氯离子的酸性介质中能长期使用,可用来制造耐强酸、盐、酯和某些溶剂的化工管道、泵、阀、容器和搅拌器等设备。

7、较优良的减摩性、耐磨性、自润滑性和耐蚀性。由于复合材料构件制造工艺简单,表现出良好的工艺性能,所以适合整体成型。在制造复合材料的同时,也就获得了制件,从而减少了零部件、紧固件和接头的数目,并可节省原材料和工时。

复合材料的分类

1、纤维增强型的复合材料。运用范围很广,生活在基本都会用到。

2、夹层型的复合材料。有不同的物质组成,分层的材料。

3、细粒复合材料。可以用于合金和金属类的陶瓷,是一种硬质的混合材料。

4、混杂型的复合材料。这种复合材料通常有很多种材料混合而成,星对的复杂,但是可以提高材料的硬度和强度,是一种非常硬的材料。

5、结构型的符合材料是很好的承重型材料,一般运用在大型建筑上,有非常好的承重能力,可以减少事故的发生,推动城市化的发展。常用于玻璃和金属之类。

编辑总结:关于什么是复合材料及复合材料的特点就介绍到这里了,希望对大家有所帮助。想了解更多相关知识,可以关注资讯。

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