復(fù)合材料是什么?復(fù)合材料在玻璃鋼行業(yè)的應(yīng)用
2022-06-28 來自: 沈陽朗泰玻璃鋼有限公司 瀏覽次數(shù):496
復(fù)合材料是什么?復(fù)合材料玻璃鋼行業(yè)的應(yīng)用
什么是復(fù)合材料?簡單地來說,復(fù)合材料是由不同材料結(jié)合而成,但依然能保留獨自特性的新材料,該合成材料具有一系列特性及質(zhì)量,比單一材料會更有益處。
復(fù)合材料是什么構(gòu)成的?任何復(fù)合材料都包括基體材料及增強材料部分?;w材料包裹增強材料,并保持增強材料的相對位置?;w幫助把部件表面的受力轉(zhuǎn)移到增強材料中及增強材料之間,多數(shù)材料都能發(fā)揮基體作用。
廣義上,基體材料分類,如:泥漿;水泥;瀝青;橡膠;塑料;陶瓷;碳;金屬等等。增強物質(zhì)具有多種形態(tài),如:粉狀或者聚合礦物質(zhì);晶須(非常短的纖維);短切纖維;連續(xù)纖維等。
纖維能被制成紡織產(chǎn)品,如:氈或布,或各種結(jié)構(gòu)的編織物。纖維材料包含各種材料,如:玻璃纖維,碳纖維,碳化硅,硼纖維,混合瓷,大量的聚合物及材料。
復(fù)合材料在許多方面上,都不同于傳統(tǒng)材料。顯著的是它們只有經(jīng)過加工后,才能獲得其特性及特點。它們由真正的“原”材料組成。材料壽命、材料儲存及生產(chǎn)溫度是僅僅三個管控的參數(shù)。
相比之下,所謂的原材料,如:鋁片,不會失去其特性,除非處于一些極其暴露的條件下,否則它會一直保留其特性。處理和使用復(fù)合材料就像處理使用食品一樣,質(zhì)量要求“新鮮”。同時,一致性要求符合“食譜”并且注意加工細節(jié)。
復(fù)合材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用
復(fù)合材料在依賴高性能材料的眾多行業(yè)中使用。對于航空航天,建筑,汽車,能源,基礎(chǔ)設(shè)施,海洋,軍事和體育市場,碳纖維增強聚合物(CFRP)和玻璃纖維增強聚合物(GFRP)等領(lǐng)域,復(fù)合材料提供了低成本、高性能的替代品材料。學術(shù)界和各個市場領(lǐng)域也進行了大量的復(fù)合材料研發(fā)。復(fù)合材料已成為所有類型的結(jié)構(gòu)和車輛(包括汽車,飛機,橋梁,建筑物,風力渦輪機,輪船,自行車)的重要組成部分!
汽車
汽車行業(yè)對復(fù)合材料并不陌生。除了實現(xiàn)突破性的車輛設(shè)計之外,復(fù)合材料還被用于減輕車輛重量并減少二氧化碳排放量,可用于車身面板,制動盤甚至車輪轂等制造。
海洋
海洋工業(yè)正在使用復(fù)合材料制造技術(shù),設(shè)計和材料來使船體更堅固,更輕便,成本效益更高,更耐用,更耐損壞。除了可以使船體更輕,更耐損壞之外,復(fù)合材料還可以在海上船只的更多區(qū)域找到–從內(nèi)飾到超級游艇上的家具。
運動休閑
運動器材制造商依靠復(fù)合材料來改善其產(chǎn)品的性能。賽車、自行車和雪橇制造商都使用復(fù)合材料以實現(xiàn)空氣動力學性能和耐用性。從橄欖球頭盔到曲棍球棒再到皮艇再到雪橇,復(fù)合材料可以幫助運動員達到高的表現(xiàn)能力,并為周末勇士提供耐用,輕便的裝備。
航天
近年來,飛機工程師一直在用復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料。復(fù)合材料現(xiàn)在是商用飛機,噴氣式飛機和火箭建造中的重要組成部分。
不斷上漲的燃料成本,環(huán)境法規(guī)以及航空客運量的增加,已經(jīng)推動了航空航天業(yè)對復(fù)合材料的日益使用。復(fù)合材料可用于包括航天器在內(nèi)的各種尺寸的商務(wù)和商用飛機。
軍事
世界各地的軍事工程師使用輕質(zhì)復(fù)合材料,而不是更傳統(tǒng)的材料,以提高裝甲車輛、潛艇的強度和耐久性。
復(fù)合材料因其低重量、長壽命和能夠幫助保護人和設(shè)備免受傷害而在許多應(yīng)用中得到應(yīng)用。裝甲戰(zhàn)斗車輛、潛艇和裝甲都可以包含復(fù)合材料。
建筑
在世界各地,建筑師和設(shè)計師越來越依賴于玻璃纖維和其他復(fù)合材料和材料的大型項目,以及商業(yè)和住宅建筑。
建筑社區(qū)在理解和使用復(fù)合材料方面正經(jīng)歷著巨大的增長。復(fù)合材料為建筑師和設(shè)計師提供了在大型工程中的性能和價值,它們在商業(yè)和住宅建筑中的應(yīng)用日益增多。
能源
從風力渦輪機的高性能玻璃纖維到電動汽車和復(fù)合材料的回收利用,復(fù)合材料和生物復(fù)合材料的新進展正在重新定義能源工業(yè)。復(fù)合材料的新進展正在重新定義能源工業(yè)。復(fù)合材料有助于風能和太陽能的使用,并提高傳統(tǒng)能源供應(yīng)商的效率。
基礎(chǔ)設(shè)施
在世界各地,建筑師和設(shè)計師越來越多地依賴玻璃纖維和其他復(fù)合材料以及材料來進行大型項目以及商業(yè)和住宅建筑。
建筑界在復(fù)合材料的理解和使用方面正經(jīng)歷著巨大的增長。復(fù)合材料為建筑師和設(shè)計師提供了在大型項目中的性能和價值,并且它們在商業(yè)和住宅建筑中的使用正在增加。
簡單說下,復(fù)合材料在玻璃鋼行業(yè)的應(yīng)用特點
樹脂
基體材料包括各種類型的聚酯樹脂,樹脂的體系區(qū)別決定了應(yīng)用的適合性。
不飽和聚酯樹脂能提供良好的特性平衡,且成本適中,絕大多數(shù)的玻璃鋼制品都是由該類樹脂構(gòu)建的。乙烯基酯樹脂能改進一定的特性,如:強度及抗熱性,但是成本較高,操作性與不飽和聚酯樹脂相當。而環(huán)氧樹脂體系,則多用于防腐或高性能復(fù)合材料部件的制造,如航空外殼等等。
纖維
玻璃纖維是由無機金屬氧化物所組成,其主要組分是氧化硅及少量氧化鋁,氧化鈣,氧化鎂,氧化硼及氧化鋯?,F(xiàn)有至少七種商業(yè)用玻璃纖維,常用的是E玻纖,其次是A玻纖,再次是C及S玻纖。玻璃纖維基本上是純氧化硅,其特點是它的介電常數(shù)是商業(yè)材料中低的。
模具
纖維增強塑料(FRP)部件,通過固化工具和成型方法,使用模具設(shè)計成型。雖然不是所有的模具都是固化工具,但是大多數(shù)固化工具稱為模具。常見的例外是纖維預(yù)成型模具。固化工具包括一些元素。至少,固化工具包括模具外殼,其形狀與固化部件的外部表面相同。大型模具包含支柱(用以增強局部區(qū)域)和框架(用以把模具的重量分配到集中的載上,如:角輪,其也能提供移動性的裝備。)
越來越多的復(fù)合材料產(chǎn)品,正融入我們的生活中的方方面面,帶來便利的同時,也產(chǎn)生了很多需要改進的問題,如回收、降低危害等等。
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