常见复合材料的功能及用途
常见复合材料一.玻璃纤维复合材料----玻璃钢增强剂:玻璃纤维(SiO2+其他氧化物)比强度和比模量高,耐高温,化学稳定性好,电绝缘性较好.(1)热塑性玻璃钢粘结剂:热塑性树脂-尼龙,聚烯烃类,聚苯乙烯类,(热塑性聚脂,聚碳酸脂)机械性能,介电性能,耐热性和抗衰老性能较好(2)热固性玻璃钢粘结剂:热固性树脂---酚醛树脂,环氧树脂(不饱和聚酯树脂,有机硅树脂)性能:轻,比强度高(高于铜合金和铝合金,有高于合金钢),耐蚀性好,介电性能优越,成型性能良好刚度较差,易老化,易蠕变.用途:玻璃纤维/尼龙-轴承,轴承架,齿轮;玻璃纤维/聚苯乙烯-汽车内装饰制品,机壳.二.碳纤维复合材料增强剂:碳纤维(石墨)高强度,高弹性模量且2000°C以上保持不变;-180°C不变脆.(1)碳纤维树脂复合材料基体-----环氧树脂,酚醛树脂,聚四氟乙烯性能普遍优于玻璃钢;用途:航天材料-----飞行器,火箭外层材料,天线支架,壳体,机架,齿轮,轴承,活塞,密封圈,化工容器(2)碳纤维金属复合材料基体-----金属(主要为熔点较低的金属或合金,如碳纤/铝锡合金)性能特点:接近于金属熔点仍有很好的强度和弹性模量用途:碳纤/铝锡合金-高强度高级轴承其减磨性能优于铝锡合金.三、硼纤维复合材料增强剂:硼纤维------硼纤维沉积于钨丝(1)硼纤维树脂复合材料基体-环氧树脂,聚苯并咪唑,聚酰亚胺树脂性能:抗压强度为碳纤维复合材料的2~2.5倍,剪切强度高,蠕变小,硬度和弹性模量高,高疲劳强度(340~390MN/m2),耐辐射,化学稳定(水,有机溶剂,燃料,润滑剂),导热性能和导电性能好,硼纤维是半导体.应用:航空和宇航材料,如:翼面,仪表盘,转子,叶片,直升机螺旋桨叶的传动轴等(2)硼纤维金属复合材料基体-铝镁及其合金,钛及其合金应用:航空,火箭性能:如铝基复合材料的强度,弹性模量,疲劳极限高于高强铝合金和耐热铝合金,比强度高于钢和钛合金.四.金属基复合材料金属和陶瓷组成的复合材料,属颗粒增强复合材料,又称金属陶瓷.硬质合金性能及应用:具有高硬度,高耐磨性,高的红硬性,高的热稳定性和抗氧化性.适用于各种高速切削刀具,各种高温下工作的耐磨件,如热拉丝模等.1.钨钴类硬质合金-由钴Co和碳化钨WC压制烧结而成牌号:YG+Co的百分含量,如:YG3,YG6,YG8.Co的含量越高,其韧性越好.性能特点-高硬度,高耐磨性,高的红硬性,韧性较好.用途-制作切削铸铁,有色金属和非金属材料等脆性材料的刀具.如:YG8刀具适合粗加工铸铁,YG3适合精加工铸铁,YG6适合半精加工铸铁.2.钨钛钴类硬质合金-由钴Co和碳化钨WC+TiC压制烧结而成牌号:YT+TiC的百分含量,如:YT5,YT15,YYT30.TiC含量越高,其韧性越好.性能特点-硬度和红硬性高于YG类,韧性,强度略低于YG类.用途-制作切削各种钢的刀具.如:YT5刀具适合粗加工钢,YT15适合精加工钢,YT适合半精加工钢.3.钨钛钽钴类硬质合金-由钴Co+WC+TiC+TaC压制烧结而成牌号:YW如:YW1和YW2性能特点-兼具YG,YT优点,又称通用硬质合金及万能硬质合金.用途:制作切削耐热钢及合金等难加工材料的刀具.复合材料在汽车上有哪些用途
以下是目前已应用在汽车方面的复合材料列举:1.车身上用CFRP的总概况碳纤维复合材料的轻量化结构,首先在跑车的车身上开始应用,后来所有小批量OEM厂商生产的产品中都会采用这种大量使用碳纤维复合材料的轻量化方案。碳纤维复合材料的加工是一种手工加工工艺,且由于周期时间长,材料昂贵,因此多用于赛车、跑车或研究。
2.连续纤维增强热塑性复合材料在汽车零部件上的应用实例欧宝Astra OPC座椅底板、奥迪A8后座外壳、座椅靠背骨架、越野车后座、前端模块嵌件、轻量化A柱、SUV前端支撑、车门基板、儿童座椅头枕、发动机底盘、悬架控制臂、汽车悬挂系统、全塑料刹车踏板、侧门防撞梁、消声罩、车轮觳插片等。
碳纤维在汽车部件中的应用案例和减重汽车轻量化是汽车节能减排的重要途径之一,复合材料,尤其是碳纤维复合材料以它的低密度、高性能、抗腐蚀等诸多优势而越来越受到汽车业的青睐,特别是新能源汽车(电动汽车和混合动力汽车等),较重的动力电池使车辆的整备质量与传统汽油车相比,超重达10%以上,因此,对新能源汽车而言,汽车轻量化更为重要,当然碳纤维复合材料的成本高、制作周期长等对于汽车工业来说还是劣势,也是目前不能广泛应用在汽车上的主因,但随着技术的进步,在汽车上的应用也会越来越广。
复合材料在生活中的应用
自从先进复合材料投入应用以来,有三件值得一提的成果。第一件是美国全部用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机——里尔芳2100号,并试飞成功,这架飞机仅重567kg,它以结构小巧重量轻而称奇于世。
第二件是采用大量先进复合材料制成的哥伦比亚号航天飞机,这架航天飞机用碳纤维/环氧树脂制作长18.2m、宽4.6m的主货舱门,用凯芙拉纤维/环氧树脂制造各种压力容器,用硼/铝复合材料制造主机身隔框和翼梁,用碳/碳复合材料制造发动机的喷管和喉衬,发动机组的传力架全用硼纤维增强钛合金复合材料制成,被覆在整个机身上的防热瓦片是耐高温的陶瓷基复合材料。
第三件是在波音-767大型客机上使用了先进复合材料作为主承力结构,这架可载80人的客运飞机使用碳纤维、有机纤维、玻璃纤维增强树脂以及各种混杂纤维的复合材料制造了机翼前缘、压力容器、引擎罩等构件,不仅使飞机结构重量减轻,还提高了飞机的各种飞行性能。 复合材料以其典型的轻量特性、卓越的比强度等许多优点在日常生活和航空、航天等诸多领域中得到了广泛的应用,这样的事实非常多,以下答案仅供参考。
玻璃纤维复合材料的应用有哪些?
您好,楼主!玻璃纤维复合材料的应用有十大领域,分别是:1、船艇玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性、重量轻、增强效果优越等特点,被广泛用于制造游艇船体、甲板等。 2、电子电气玻璃纤维增强复合材料在电子电气方面的运用主要是利用了它的电绝缘性、防腐蚀性等特点。
复合材料在电子电气领域的应用主要有以下几个部分:1、电器罩壳:包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等。
2、电器元件与电部件:如绝缘子、绝缘工具、电机端盖等。3、输线电包括复合电缆支架、电缆沟支架等。3、航空航天、军事国防由于航空航天、军事等领域对材料的特殊要求,玻纤复合材料所具有的重量轻,强度高,耐冲击及阻燃性好等特色能为这些领域提供了广泛的解决方案。复合材料在这些领域的应用如下:--小飞机机身--直升机外壳和旋翼桨叶--飞机次要结构部件(地板、门、座椅、辅助油箱)--飞机发动机零件--头盔--雷达罩--救援担架4、化工化学玻璃纤维复合材料巨头耐腐蚀性好、增强效果优越等特点,被广泛应用于化工领域,制造化工容器(如储罐)、防腐格栅等。
5、风能风能是无污染、可持续的能源之一,采用风能发电是开发新能源的一种途径。玻璃纤维具有优越的增强效果、重量轻等特点,是用于制造玻璃钢叶片和机组罩的一种良好材料。6、基础设施玻璃纤维具有尺寸性好、增强性能优越,与钢铁、混凝土等材料相比巨头重量轻、耐腐蚀等特点,使得玻璃纤维增强材料成为制造桥梁、码头、高速公路路面、栈桥、临水建筑、管道等基础设施的理想材料。
7、建筑玻璃纤维复合材料具有强度高、重量轻、耐老化、阻燃性能好、隔音隔热等特点,可被广泛用于制造多种建筑材料,如:增强混凝土、复合材料墙体、保温纱窗与装饰、FRP钢筋、卫浴、游泳池、顶棚、采光板、FRP瓦、门板、冷却塔等。8、汽车由于复合材料在韧性、耐腐蚀性、耐磨性及耐温性等方面与传统材料相比具有明显的优势,且满足运输工具对质轻高强的要求,其在汽车领域的应用越来越广。典型的应用有:--汽车前后保险杠、挡泥板、发动机盖板、卡车顶棚--汽车仪表盘、座椅、驾驶舱、装饰--汽车电子电器元件9、消费品和商业设施与铝和钢等传统材料相比,玻纤增强材料耐腐蚀、轻质、强度高的特点给复合材料带来性能更佳、重量更轻等效果。
复合材料在该领域的应用包括:--工业齿轮--工业用、民用气压瓶--笔记本电脑、手机外壳--家用电器的零部件10、运动休闲复合材料具有重量轻、强度高、可设计自由度大、易加工成型、低摩擦系数、良好的耐疲劳性等特点,在体育器材方面获得了广泛的应用。
复合材料对生活有什么作用
先进复合材料性能特点是让其在各个领域有突出表现的主要原因。它很好的克服单一材料缺点。
金属是高强度、中等模量、高延展性、易腐蚀的物质,高分子聚合物是耐腐蚀性、低模量、高强度、高温易变形的物质,陶瓷材料是高模量、耐腐蚀、耐磨损的物质。
复合后得到性能更优的材料。其次为其本身的性能优越性。减轻重量的同时拥有高比模和高比强。性能优越性更体现在降低结构质量同时提高结构效率,在航空航天领域,增加有效载荷,增加射程和续航能力,减小能耗、降低成本,提高机动性能和生存能力。
表现出了不仅是材料更是结构的优势。其可设计性包括非均匀性、各向异性、结构多重性。拥有抗疲劳、耐腐蚀特性。
大面积整体成型,降低组装成本,增加可靠性,易于实现结构功能一体化。目前先进复合材料的引用已经普及到了各个领域。以碳纤维增强树脂基复合材料为代表的先进复合材料自20世纪60年代中期问世之初,主要用于航空航天领域,可占70%~80%的份额。
但近年来迅速扩展成航空航天、体育休闲用品和工业应用等三大领域。目前航空航天等军用领域只占20%~25%的应用份额,体育休闲用品大约占有30%左右的份额,近年来发展较快的是各种工业应用领域,大约占有近50%左右的份额。先进复合材料技术是典型的军民两用技术,高技术向民用转移已是世界普遍的潮流,各种工业领域应用的迅速发展正体现了其多元化发展的趋势和特点。
碳纤维复合材料是什么 碳纤维复合材料用途
碳纤维复合材料 是什么?碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合,制成的结构材料简称碳纤维复合材料。下面小编为大家详细介绍一下什么是 碳纤维复合材料 。
一、碳纤维复合材料概况 在复合材料大家族中,纤维增强材料一直是人们关注的焦点。
自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来,碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功,性能不断得到改进,使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。 二、碳纤维复合材料结构 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。
碳纤维比重小,因此有很高的比强度。 碳纤维是由含碳量较高,在热处理过程中不熔融的人造化学纤维,经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。 碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。
因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。 三、碳纤维复合材料用途 碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合,制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度、比模量综合指标,在现有结构材料中是最高的。
在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域,在要求高温、化学稳定性高的场合,碳纤维复合材料都颇具优势。 碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的,现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻,促使科技工作者不断努力提高。
80年代初期,高性能及超高性能的碳纤维相继出现,这在技术上是又一次飞跃,同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。 由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料,由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤,就可使运载火箭减轻500公斤。所以,在航空航天工业中争相采用先进复合材料。
有一种垂直起落战斗机,它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4,占机翼重量的1/3。据报道,美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等,都是用先进的碳纤维复合材料制成的。 现在的F1(世界一级方程锦标赛)赛车,车身大部分结构都用碳纤维材料。顶级跑车的一大卖点也是周身使用碳纤维,用以提高气动性和结构强度 碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。
传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。