东纶科技纤维增强高分子复合材料的复合原理是什么?
复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。
(ii) 复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分,以所设计的形式、比例、分布组合而成,各组分之间有明显的界面存在;
(iv) 复合材料不仅保持各组分材料性能的优点,而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属。
从航空航天到可再生能源的各行各业,复合材料正在改善它们的设计过程和最终产品。几乎每年都有复合材料取代传统材料如钢、铝。随着复合材料成本的下降和设计灵活性的提高,碳纤维和玻璃纤维等纤维增强复合材料为工程师提供了新的设计机会。
复合材料的最大优势在于高强度重量比。碳纤维的重量大约是钢的25%,是铝的70%,并且比两种材料更坚固。高端汽车工程师使用复合材料将车辆重量减轻多达60%,同时提高了碰撞安全性。多层复合材料层压板比传统的单层钢可以吸收更多的能量。利用复合材料的优异性能对制造商和消费者都有利。
无论其应用环境如何,复合材料都不会生锈( 虽然当粘合到金属零件时容易腐蚀)。复合材料的断裂韧性比金属低,但比大多数聚合物高。复合材料具有高尺寸稳定性,因此它们在无论是热还是冷,潮湿还是干燥的环境中,能够始终保持其形状,这也使它们成为风电叶片等户外结构的首选材料。工程师通常会选择复合材料而不是传统材料,以降低维护成本并确保长期稳定性。
复合材料提供了传统材料难以实现的设计选择。复合材料允许零件整合;单个复合材料零件可以代替金属零件的完整组装;可以更改表面纹理以模仿任何表面处理。超过90%的休闲船体由复合材料制成,部分原因是玻璃纤维可以模制成各种船形。从长远来看,这些好处可以节省生产时间并减少维护成本。
过去工程师不得不使用复杂的铺层工艺来制造复合材料,这既费时又限制了设计几何形状。数字复合制造(DCM) 技术改变了这一状况。DCM是无需人工即可制造复合零件。使用DCM, 可以在三个维度上定制复合材料,从而为目标产品创建适当的强度、密度和灵活性。DCM使工程师能够设计3D**的灵活性,并结合高性能的复合材料。
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