复合材料

1.什么是复合材料

  复合材料就是一种由不同物质组成的混合物。复合材料可以分为金属的和金属的复合材料,也可以分为非金属的与金属复合的材料,还可以分为非金属的与非金属的复合材料。

2.复合材料有哪些

  卡伏拉

  卡伏拉是聚对-亚苯基对苯二甲酰胺,是用作结构材料的高分子复合材料。它们大多用于商用飞机上。它质量小、强度高,把的抗张强度和单位质量抗张强度都定为1.0,卡伏拉分别是5.4和10.0,而冷拉钢分别只有5.0和1.7。

  碳纤维

  增强塑料碳纤维是用粘胶丝、聚丙烯腈纤维和沥青丝等为原料,在1000~3000℃下碳化而成的。碳纤维的直径极细(7μm左右),但强度特别高。碳纤维增强塑料在飞机和航天技术方面的应用越来越广。在飞机制造上,用它替代铝合金或钛合金后,飞机的自重能减轻15%,用同量的燃料,能增加飞行距离10%,上升率增加10%,起飞时的跑道能缩短15%。

3.复合材料的应用

  1、航空航天领域。复合材料的优点有很多,比如其热稳定性很好,比强度还有比刚度非常的高,所以能够用于制造飞机的机翼还有飞机的前机身,除此之外还有卫星天线以及支撑结构、太阳能电池翼跟其外壳。又可以用来制造大型运载火箭的壳体,发动机壳体还有航天飞机的结构件等等。

  2、汽车工业。复合材料拥有的优异性还包括其特殊的振动阻尼特性跟可减振,降低噪声、抗疲劳性能方面表现得都非常好,而且在损伤之后容易修理,这种特殊材料也很便于整体成形,因此能够用在制造汽车车身,受力构件,传动轴,也可以用来制造发动机架还有内部构件等。

4.复合材料的优点

  1、复合材料通常都能耐高温。在高温下,用碳或硼纤维增强的金属其强度和刚度都比原金属的强度和刚度高很多。普通铝合金在400℃时,弹性模量大幅度下降,强度也下降;而在同一温度下,用碳纤维或硼纤维增强的铝合金的强度和弹性模量基本不变。复合材料的热导率一般都小,因而它的瞬时耐超高温性能比较好。

  2、复合材料的安全性好。在纤维增强复合材料的基体中有成千上万根独立的纤维。当用这种材料制成的构件超载,并有少量纤维断裂时,载荷会迅速重新分配并传递到未破坏的纤维上,因此整个构件不至于在短时间内丧失承载能力。

  3、复合材料的力学性能可以设计,即可以通过选择合适的原材料和合理的铺层形式,使复合材料构件或复合材料结构满足使用要求。例如,在某种铺层形式下,材料在一方向受拉而伸长时,在垂直于受拉的方向上材料也伸长,这与常用材料的性能完全不同。又如利用复合材料的耦合效应,在平板模上铺层制作层板,加温固化后,板就自动成为所需要的曲板或壳体。

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